改進(jìn)型TTL門電路—抗飽和TTL電路

肖特基勢(shì)壘二極管的工作特點(diǎn)如下：
　　（1）它和PN結(jié)一樣，同樣具有單向?qū)щ娦?，這種鋁-硅勢(shì)壘二極管導(dǎo)通電流的方向是從鋁到硅。
　?。?）AL－SiSBD的導(dǎo)通閾值電壓較低，約為0.4～0.5V ，比普通硅PN結(jié)約低0.2V。
　?。?）勢(shì)壘二極管的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)是多數(shù)載流子 ，因而電荷存儲(chǔ)效應(yīng)很小。
　　根據(jù)前面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道，BJT工作在飽和時(shí) ，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處在正向偏置，集電結(jié)正向偏置電壓越大，則表明飽和程度越深。
　　為了限制BJT的飽和深度，在BJT的基極和集電極并聯(lián)上一個(gè)導(dǎo)通閾值電壓較低的肖特基二極管，如下圖所示。

　　當(dāng)沒有SBD時(shí)，隨著基級(jí)電壓的升高，電流沿著藍(lán)線方向流動(dòng)。由于SBD的作用，當(dāng)基級(jí)電壓大于0.4V時(shí)， SBD首先電導(dǎo)通，電流沿著紅線方向流動(dòng)（如下圖所示），從而使T的基極電流不會(huì)過大（而且使T的集電結(jié)正向偏壓將被鉗制在0.4V左右），因此SBD起到抵抗過飽和的作用，因而又將這種電路稱為抗飽和電路，使電路的開關(guān)時(shí)間大為縮短。

　　下圖為肖特基TTL（STTL）與非門的典型電路。與基本TTL與非門電路相比，作了若干改進(jìn)。在基本的TTL電路中 ，T₁、T₂和T₃工作在深度飽和區(qū)，管內(nèi)電荷存儲(chǔ)效應(yīng)對(duì)電路的開關(guān)速度影響很大?，F(xiàn)在除T₄外，其余的BJT均采用SBD鉗位，以達(dá)到明顯的抗飽和效果。其次，基本電路中的所有電阻值這里幾乎都減半。這兩項(xiàng)改進(jìn)導(dǎo)致門電路的開關(guān)時(shí)間大為縮短。由于電阻值的減小也必然會(huì)引起門電路功耗的增加。

STTL門電路還有以下三點(diǎn)對(duì)基本TTL電路的性能作了改進(jìn)：
　?。?）二極管D被由T₄和T₅所組成的復(fù)合管所代替，當(dāng)輸出由低電平向高電平過渡時(shí)，由于復(fù)合管電路的電流增益很大，輸出電阻很小
，從而減小了電路對(duì)負(fù)載電容的充電時(shí)間。
　?。?）電路輸入端所加的SBD—D_A和D_B，用來減小由門電路之間的連線而引起的雜散信號(hào)。
　?。?）基本電路中的R_e2（1kΩ）改為由T₆與R_c6 、R_b6的組合電路所代替。這個(gè)組合電路是有源非線性電阻。當(dāng)其兩端的電壓（發(fā)射極e2對(duì)地）較低時(shí)，呈現(xiàn)很大的電阻，而當(dāng)其兩端的電壓達(dá)到0.7V左右時(shí)，則呈現(xiàn)很小的電阻。這樣，當(dāng)與非門的全部輸入端由低電平轉(zhuǎn)向高電平時(shí)，有源電阻開始不導(dǎo)通使T₃很快達(dá)到飽和；反之，當(dāng)電路的全部輸入端（或其中之一）由高電平轉(zhuǎn)向低電平時(shí)，T₂和T₃將截止，由于T₃飽和時(shí)，V_BE=0.7V，在轉(zhuǎn)換開始的瞬間，有源電阻的阻值很小
T₃基區(qū)存儲(chǔ)的電荷通過此低阻回路很快消散。由于這個(gè)緣故，有源非線性電路稱為有源下拉電路 ，它與有源上拉電路是對(duì)應(yīng)的 。意即將 V_BE3從0.7 V很快拉到０V，從而使輸出電壓很快升高，即提高了開關(guān)速度。

　　基于上述特點(diǎn),STTL與非門具有較為理想的傳輸特性。與基本TTL反相器的傳輸特性相比，Ｃ點(diǎn)不再存在了，由Ｂ點(diǎn)直接下降到Ｄ點(diǎn)，即傳輸特性變化非常陡峭，見下圖。

　　除典型的肖特基型（STTL）外，尚有低功耗肖特基型（LSTTL）、先進(jìn)的肖特基型（ASTTL），先進(jìn)的低功耗型（ALSTTL）等，它們的技術(shù)參數(shù)各有特點(diǎn)，是在TTL工藝的發(fā)展過程中逐步形成的。

TTL門電路的各種系列的性能比較