DMP3020LSS-13 肖特基势垒二极管工作原理

发布时间:2020/2/9 16:04:09 访问次数:2204

DMP3020LSS-13改进型TTL门电路―抗饱和TTL电路,TTL门电路从20世纪60年代发展至今,推出了许多改进电路,因此前面介绍的基本TTL系列已经很少使用了。改进电路的目的是为了提高工作速度和降低功耗,但两者对电路的要求是矛盾的。改进效果比较明显的是抗饱和TTL电路,包括肖特基(74S)系列、低功耗肖特基(74LS)系列和改进的肖特基(74ALS)系列等。抗饱和TTL电路的传输速度远比一般TTL电路高,广泛应用于中、小规模集成电路。这种电路采用肖特基势垒二极管SBD①钳位方法来达到抗饱和的效果。

肖特基势垒二极管工作原理,肖特基势垒二极管是一种利用金属和半导体相接触在交界面形成势垒的二极管。利用金属铝和N型硅半导体相接触形成的势垒二极管的工作特点如下:

它和PN结一样,同样具有单向导电性,这种铝一硅势垒二极管(A1-SiSBD)导通电流的方向是从铝到硅。

A1-SiSBD的导通阈值电压较低,约为0.4~0.5Ⅴ,比普通硅PN结约低0.2~0.3Ⅴ。

势垒二极管是多数载流子参与导电,没有少数载流子的积累,因而从正向导通到反向截止,没有内部电荷的建立和消散过程,使转换速度加快。

采用肖特基二极管为什么能提高TTL电路的速度呢?大家知道,BJT工作在饱和时,发射结和集电结都处在正向偏置,集电结正向偏置电压越大,则表明饱和程度越深。

为了限制BJT的饱和深度,在BJT的基极和集电极并联一个导通阈值电压较低的肖特基二极管,如图3.2.12(a)所示。通常把它们看成一个器件,并用图3.2.12(b)所示的符号表示。当BJT集电结的正向偏压达到SBD的导通阈值电压时,这个二极管首先导通,使集电结正向偏压钳制在0.4Ⅴ左右,当流向基极的电流增大,企图使集电结正向偏压加大时,则一部分电流就会通过肖特基二极管直接流向集电极,而不会使BJT基极电流过大,因此,肖特基二极管起了抵抗BJT过饱和的作用,因而这种SBD系Schottky-Barrier-Diode的缩写。

图3.2.12 带有肖特基二极管钳位的BJT,(a)电路连接方式 (b)符号

逻辑门电路截止,输出为低电平。这就实现了或非功能,即L=A+B。

图3.2.7 具有多发射极BJT的与非门电路

图3.2.8 TTL或非门电路,将或非门的两个输入管Tn和T1:改成多发射极的BJT,就可构成与或非门电路,读者可自行分析。

集电极开路门和三态门电路与CMOs逻辑门电路类似,TTL门电路也有另外两种不同输出结构形式的电路,集电极开路门和三态输出门,下面分别加以讨论。

集电极开路门电路,集电极开路(0C①)门,它是指TTL门电路输集电极出级BJT管的集电极是开路的,如图3.2.9所示。

开路输出与0D门相比,0C门可以承受较高电压和较大电流。与0D电路一样,只有外接上拉电阻电路才能正常工作。外接电阻的计算与0D门类似,此:处不再赘述。

三态(TSL)输出门电路,与CMOs三态门一样,TTL三态门也是在普通门电路的基础上,增加控制电路构成的。图3.2.10所示为三态输出与非门电路,其中T5、T6和T7构成使能控制电路,EⅣ为使能控制输人端,A、B为与非门的输人端。当EⅣ=1时,T5处于倒置放大状态,T6饱和,T7截止,即其集电极相当于开路。此时电0C系0pen Collector的缩写。

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