ZHCAFD4 June   2025 LM339 , LM393 , LMH7322 , TL331 , TLV1812 , TLV1871 , TLV1872 , TLV3601 , TLV3604

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2输出类型
    1. 2.1 集电极开路或漏极开路
      1. 2.1.1 可选集电极开路或发射极开路输出
    2. 2.2 推挽
      1. 2.2.1 具有独立电源的推挽式输出
    3. 2.3 差分
      1. 2.3.1 差分推挽式
      2. 2.3.2 ECL、RSECL、PECL、RSPECL 和 LVPECL
      3. 2.3.3 低电压差分信号
      4. 2.3.4 电流模式逻辑
  6. 3总结
  7. 4参考资料

ECL、RSECL、PECL、RSPECL 和 LVPECL

随着速度达到纳秒级,在使用大输出摆幅(例如 3V 或 5V)时,单端亚纳秒级边沿速率的产生会出现问题。

当边沿速率(上升和下降时间)到达纳秒范围内时,i = c × ΔV/ΔT 开始在安培范围内产生峰值电流。这些边沿会增加功耗,并会产生 EMI 和噪声。

逻辑阈值之间的上升或下降所耗时间会限制最大输出转换时间(速度)。

为克服这些问题,将输出摆幅降低至 800mV。输出摆幅越小,输出器件就越容易生成,节省功率,还能降低辐射噪声并提高最大速度。

 ECL 输出图 2-10 ECL 输出

发射极耦合逻辑器件(简称 ECL)开发于 20 世纪 60 年代早期,是最早的高速逻辑系列。驱动器为低阻抗发射极跟随器输出,可生成典型的 800mV 输出差分电压。输出晶体管在线性区域内运行,不饱和,可提供最快的响应。输出通常通过 50Ω 端接至比输出电源低 2V 的端接电压轨。ECL 器件通常端接在 -2V 至 -5.2V 范围内,从而产生 -0.9V 至 -1.8V 的典型输出摆幅。由于终端电阻器阻值较低,因此 ECL 是目前功耗最高的接口。

RSECL(也称为降低摆幅 ECL)与 ECL 类似,但摆幅降低到 400mV,而且仍需要负端接电压。

 RSPECL 端接图 2-11 RSPECL 端接

PECL 或正 ECL 可消除负电源并将摆幅移动到接地处以上,实现 +3.2V 和 +4V 的正摆幅,并保持 800mV 的差分。

LVPECL(也称为低压 PECL)与 PECL 相同,但会将阈值降低至 +1.6V 和 +2.4V,从而降低电源电压。

RSPECL(也称为降低摆幅 PECL),可将摆幅降低至 400mV。

可支持 400mV 摆幅标准的器件是 LMH7322LMH7324

表 2-6 ECL 系列输出的优缺点
优点缺点
  • 输出摆幅越小,速度越快
  • 上升/下降时间缩短至皮秒
  • 直接与匹配的阻抗线路接合
  • 高共模抑制
  • 平衡线路可降低辐射 EMI
  • ECL 需要较大的负电源电压 (-5.2V)
  • 低值终端 (50-100Ω) 消耗大电流
  • 每通道高功率耗散(数个 100mW 级别)