Элементы ТТЛ и ТТЛШ с открытым коллектором и тремя состояниями

Опубликовано 31.03.2011 Ведущий Валерий Харыбин

Для работы на нестандартную нагрузку, например, лампу накаливания или обмотку реле, выпускают схемы элементов ТТЛ и ТТЛШ с открытым коллектором.
При совпадении высоких уровней на входах транзистор VT3 открывается и лампа накаливания светится. Если хотя бы на одном из входов будет низкий уровень напряжения, то транзистор VT3 размыкается и лампа накаливания гаснет.
Если выходы нескольких элементов с открытым коллектором подключить к источнику питания через общий коллекторный резистор, то такая схема реализует функцию И-ИЛИ-НЕ.
В схемах элементов ТТЛ и ТТЛШ соединение выходов нескольких элементов во избежание протекания большого тока от выхода с высоким уровнем напряжения на выход с низким уровнем напряжения недопустимо, поскольку может привести к выходу из строя микросхемы..
При необходимости такого прямого соединения выходов используют элементы с тремя состояниями.
Два состояния выходов – это обычная выдача значений логического ноля и логической единицы. Третье состояние характеризуется бесконечно большим выходным сопротивлением, когда элемент практически полностью отключается от нагрузки, то есть не потребляет и не выдает тока.
Например, представленный на схеме элемент ТТЛ с тремя состояниями.
Если управляющий сигнал Z представлен низким уровнем напряжения, то многоэмиттерный транзистор и коллектор транзистора VT2 подключаются через открытый диод VD1 к шине земли. В этом случае все транзисторы закрыты и элемент переходит в третье состояние (или Z-состояние).
В сериях микросхем часто управляющий сигнал является инверсным.
При объединении выходов элементов ТТЛ с тремя состояниями управляющие сигналы Z1, Z2, Z3 должны подаваться только поочередно.