logó DIGITÁLIS SZÁMÍTÓGÉPEK
Programozott tananyag a számítástechnika tanításához és tanulásához.
visszaVISSZA   
menüMENÜ   

TTL NAND transzfer karakterisztika






Az áramkör elemzéséhez bemutatjuk a működést szemléltető, ún. átviteli (transzfer karakterisztikát is.

Ez a karakterisztika koordinátarendszerben ábrázolja a K kimeneti feszültsége (Uki) és a kimeneti szintet meghatározó Ube vezérlőfeszültség közötti kapcsolatot.

A NAND kapunál mindig a legalacsonyabb szintű bemenő feszültség szabja meg a kimeneti szintet.


Az egyes görbék különböző hőmérséklethez tartoznak. A kb. szobahőmérséklethez tartozó karakterisztikát elemezzük.

A vízszintes tengely mentén négy jellemző tartományt különböztethetünk meg. Ezeket római számokkal jelöltük.

Az I. szakasz



Az I. szakaszban az áramkör legalább egyik, vagy mindkét bemenetén az Ube feszültség a 0<Ube <0,7V feszültségtartományba esik. Ekkor a T1 tranzisztor normál telített üzemmódban van, mivel bázisa az R1 ellenálláson keresztül az UCC tápfeszültségre kapcsolódik. A tranzisztor kollektorfeszültsége a maradék feszültséggel (0,1 . . 0,2 V) pozitívabb az emitterfeszültségnél. Ez az alacsony szint még zárva tartja a T2 tranzisztort. A T3 tranzisztor is zárt, mivel nem kap nyitóirányú bázisáramot. A T4 tranzisztor az R3 ellenálláson folyó bázisáram hatására vezet. A kimeneti feszültség (Uki) az R4 ellenálláson, a nyitott T4 tranzisztoron és a D szinttoló diódán keresztül magas pozitív feszültségű lesz, amely a logikai 1 szint. Jellemző értéke terheletlenül +3,6 V.

Az ábrán látható a TTL rendszerű NAND kapu transzfer karakterisztikája.

Az II. szakasz


II. szakasz amikor az alacsonyabb szintű bemeneti feszültség, a 0,7<Ube<1,4 V tartományba kerül, akkor már a T2 tranzisztor nyitni kezd és lineáris üzemmódba kerül. A tranzisztor kollektorfeszültsége csökken, ezt a T4 tranzisztoremitter -, és így az áramkör kimeneti feszültsége is követi. A T3 tranzisztor még zárt, mivel a bemeneti feszültség nem elégséges két pn átmenet (T2 és T3 bázis - emitterdióda) nyitó irányú előfeszítéséhez.

Az III. szakasz



A III. szakasz az ún. billenési tartomány. Amikor az alacsonyabb szintű bemenő feszültség eléri a ~ 1,4 V -os értéket, a T3 tranzisztor is kinyit. Ekkor az áramkör minden tranzisztora vezet, és ellenütemű erősítőként üzemel. Miután a feszültség erősítése nagy (Au > 10) ezért kis bemenőfeszültség változás mellett nagy a kimenőfeszültség változása. A karakterisztika itt meredek.

Az IV. szakasz


A IV. szakasz amikor Ube > 1,4 V. Ebben a szakaszban a T2 és T3 tranzisztor is telítésbe kerül. A kimenőfeszültség logikai 0 szintű lesz, és értéke a telített T3 tranzisztor maradékfeszültsége (0,1... 0,2 V) lesz. Amikor a T2 telítetté válik, akkor kollektorán kb. 0,8 ... 0,9 V lesz a feszültség. Ez egyúttal a T4 tranzisztor bázisfeszültsége is. Ez az érték az Uki-nél csak ~ 0,7 V-al pozitívabb, ami nem elég a T4 tranzisztor és a D dióda nyitva tartásához, tehát a <>T4 lezár. Az előzőekből lesz érthető a D szinttoló dióda szerepe. Megnövelte a T4 nyitásához szükséges bázisfeszültséget. Ez teszi biztonságossá annak lezárását is. Ebben a működési szakaszban a T1 multiemitteres tranzisztor kollektorfeszültségét a két nyitott pn átmenet (T2,T3) 1,4 V értéknél megfogja. A tranzisztor bázisfeszültsége sem emelkedik 2,1 V fölé. Ezért a bemeneti feszültségek további növelésekor a bázisemitter diódák lezárnak s a tranzisztor inverz telített üzemmódba kerül. Az inverz üzemmódban az emitter és kollektor szerepe felcserélődik. Ilyenkor a bemeneteken nagyon kis áram fog folyni.