Управление дискретной нагрузкой от элементов ТТЛ и КМОП

Поскольку элементы ТТЛ серии 74XX рассчитаны на отвод больших токов, то их можно использовать для непосредственного управления светодиодами, реле, сигнальными лампами и т.д. (рис. 7.35).

Рис. 7.35. Типовые схемы управления дискретной нагрузкой от ТТЛ и КМОП логики

Для управления высоковольтной нагрузкой следует использовать вентиль с открытым коллектором 7432, работающий от источника напряжением 15 В, или сдвоенный периферийный формирователь 75451, предназначенный для управления любой нагрузкой в диапазоне до 30 В при токе до 300 мА. Выпускаются аналогичные элементы с открытым коллектором (например, DS3611 – DS3614), рассчитанные на напряжение питания до 80 В и имеющие большую нагрузочную способность по току.

Если используется серия ТТЛ 74LSXX, имеющая в состоянии низкого уровня на выходе нагрузочную способность всего 8 мА, то для управления светодиодами, реле и т.д. следует применять элементы 7404, 74H04.

Когда сильноточная нагрузка питается непосредственно от логических элементов, необходимо уделять особое внимание шине земли, так как ток нагрузки возвращается к нулевой шине источника через кристалл микросхемы. В некоторых случаях следует использовать отдельный земляной провод.

Для коммутации сильноточной нагрузки от элементов ТТЛ и КМОП можно также использовать дискретные транзисторные ключи, но их применение ограничено величиной базового тока примерно 0,25 мА. Аналогичные схемы выпускаются в интегральном исполнении, имеют входы, совместимые с уровнями ТТЛ и КМОП, и выходы, рассчитанные на нагрузку 300 мА при напряжении до 56 В. Например, DS3687 – формирователь для реле с отрицательным питанием, DS3686 – с положительным питанием.

Стандартные логические элементы КМОП при напряжении питания 5 В имеют входную нагрузочную способность значительно ниже 1 мА. Поэтому для управления дискретной нагрузкой необходимо использовать мощные усилители. Элемент 4050 (шесть буферов) может отводить ток от 5 до 50 мА при напряжении питания от 5 до 15 В соответственно. Элемент 40107 имеет мощный выходной n-канальный МОП-транзистор с открытым стоком, рассчитанный на отвод тока от 16 до 50 мА (при напряжении питания 5 – 15 В), а элемент DS3632 с выходным усилителем, выполненным на npn-транзисторах по схеме Дарлингтона, может пропускать ток до 300 мА.