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Die Transistor-Transistor-Logik (TTL) ist eine Schaltungstechnik (Logikfamilie) für logische Schaltungen (Gatter), bei der als aktives Bauelement der Schaltung planare npn-Bipolar-Transistoren verwendet werden. Hierbei wird meist ein Multi-Emitter-Transistor eingesetzt, so dass für mehrere Eingänge nur ein Transistor erforderlich ist.
Standard-TTL
TTL-Schaltkreise werden üblicherweise mit einer Versorgungsspannung von 5 Volt betrieben. Kurzzeitig können allerdings bis zu 7 Volt Betriebsspannung anliegen. Die untere Grenze ist bei 1,8 Volt. Eine hohe Spannung ist als High-Pegel oder eine logische 1 definiert, eine niedrige Spannung ist der Low-Pegel oder der logische Wert 0. Die Schaltkreise sind so dimensioniert, dass Eingangsspannungen UE < 0,8 V als Low-Pegel, und UE > 2,0 V als High-Pegel erkannt werden. Die Ausgangsspannung UA beträgt typisch < 0,4 V für den Low-Pegel und > 2.4 V für den High-Pegel. Der statische Störabstand beträgt somit sowohl für High- als auch für Low-Pegel 0,4 V.
Logische Bausteine in TTL-Technik haben den Vorteil, das sie unempfindlicher gegenüber elektrostatischen Entladungen sind als CMOS Bausteine. Dennoch müssen unbenutze Eingänge der TTL-Schaltkreise auf ein festes Potenzial gelegt werden, damit sichergestellt werden kann, dass der Schaltkreis korrekt arbeitet. Der Nachteil der TTL-Bausteine liegt in einer im Vergleich zu CMOS deutlich höheren Leistungsaufnahme (Stromverbrauch).
Man erkennt den Standard TTL-Schaltkreis an der Bezeichnung 74 xxx, wobei die 74 auf den Grundtyp (7400 Glied) verweist.
Das Bild zeigt den Aufbau eines TTL-NAND-Gatters. Q1 ist der Multi-Emitter-Transistor, x und y sind die Eingänge. Eine Besonderheit der TTL-Schaltung besteht darin, dass unbeschaltete Eingänge wirken, als lägen sie auf logisch 1.
Funktionsweise
Die Ansteuerung erfolgt, indem x bzw. y auf logisch 0 (Masse) gelegt werden. Hierdurch wird Q1 leitend, da nun ein Basisstrom durch R1 fließt. Die Basis von Q2 wird hierdurch auf Masse gelegt, wodurch Q2 gesperrt wird. Damit liegt die Basis von Q3 auf Pluspotenzial, die von Q4 auf Minuspotenzial. Q3 leitet also und legt den Ausgang auf logisch 1. Sind x und y offen oder mit logisch 1 (plus) beschaltet, so wird Q2 über die Basis-Kollektor-Strecke von Q1 mit Strom versorgt und leitend. Q3 wird gesperrt und Q4 geöffnet. Nur in diesem Zustand liegt der Ausgang auf logisch 0 (minus) und kann Strom aus dem Eingang eines nachgeschalteten Gatters aufnehmen, um dieses auf logisch 0 zu steuern.In der "open collector"-Ausführung (offener Kollektor) fehlt Q3, der Kollektor von Q4 wird also offen zum Ausgang geführt. In diesem Fall muss an Stelle von R4 ein externer pull-up-Widerstand angeschlossen werden. Diese Bauform ermöglicht es, mehrere Ausgänge parallel zu schalten zu einem so genannten "Wired-OR" (verdrahtetes ODER). Jedes der so parallel geschalteten Gatter kann den Strom eines nachfolgenden Gatters aufnehmen, ohne von den anderen beeinflusst zu werden und so den folgenden Eingang auf logisch 0 legen.
Low-Voltage-TTL
Die Low-Voltage-TTL (LVTTL) ist eine besondere Form der Transistor-Transistor-Logik (Logikfamilie), bei der die Versorgungsspannung von 5V auf 3,3V reduziert ist.
Low-Voltage-Logikpegel
| Parameter | min | max | ||
|---|---|---|---|---|
| VIH | High-Level Input Voltage | 2 | VDD+0,3 | V |
| VIL | Low-Level Input Voltage | -0,3 | 0,8 | V |
| VOH | High-Level Output Voltage | 2,4 | V | |
| VOL | Low-Level Output Voltage | 0,4 | V |
Siehe auch
- CMOS-Logik
- Diode-Transistor-Logik
- Langsame störsichere Logik
- Low-Power-TTL
- Schottky-TTL
- Low-Power-Schottky-TTL
- Advanced-Schottky-TTL
- Advanced-Low-Power-Schottky-TTL
Weblinks
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