Az ilyen kapuáramkörök meghatározói a bipoláris tranzisztorok. A rendszeren belül - a felhasználástól függően - többféle áramköri megoldás is elterjedt. Ennek a rendszernek a legjellemzőbb áramköre a TTL NAND kapu. Egy ilyen áramkör rajza a 28. ábrán látható.

 

28. ábra
Két bemenetű TTL NAND kapu felépítése

 

Működése:

• A T1 egy multiemitteres tranzisztor, a több emitter segítségével valósítható meg a több-bemenetű kapuáramkör.
• Vezérlés nélkül (A és B is lóg a levegőben) olyan, mintha logikai „1"-re kötnénk, a T1 nem nyit ki, de a BC diódáján és az R1-en keresztül kinyit a T2. Így kinyit a T4 is, ezzel U_ET2 = 0,7 V, U_CET2 = 0,2 V, U_CT2 = U_BT3 = 0,9 V. Emiatt T3 nem nyit ki és F = 0 V lesz (logikai „0" szint).
• Ha A és B egyike, vagy mindkettő „0" logikai értékű, akkor T1 kinyit, U_CET1 = 0,2V = U_BT2. Így T2 zárva marad és R2-n keresztül kinyit a T4, és F = + U_T (logikai „1" szint).

Ebből látható, hogy ez az áramkör a NAND logikai funkciót valósítja meg.

 

• TOTEM - POLE kimenet

A T3, T4 és a D alkatrészekből álló áramköri rész elnevezése ez. Ennek a megoldásnak az előnye az, hogy a kimenetet terhelő esetleges kapacitások jelkésleltető hatását csökkenti, ezzel gyorsabb működést tesz lehetővé.

F = 1-nél T4 nyitva, +U_T-ről gyorsan feltöltődnek a terhelő kapacitások, F = 0-nál T3 nyitva, így gyorsan kisülnek a terhelő kapacitások.

 

• Nyitott kollektoros TTL NAND kapuk

Ha egy kapuáramkör kimenetére valamilyen oknál fogva külső ellenállást kell kötni, akkor a TOTEM - POLE kimenettel rendelkező kapuáramkör nem használható.

Ilyenkor ún. nyitott kollektoros kimenetű kapukat alkalmaznak. Ez az áramkör látható a 29. ábrán.

 

29. ábra
Nyitott kollektoros áramkörök

 

• Háromállapotú (tri-state) kimenettel ellátott kapuáramkörök

Az ilyen áramkörökre akkor van szükség, ha a kapuáramkör kimenete más áramkörök által is használt közös sínre van kötve. Itt a 0 és 1 kimeneti állapotok mellett a 3. állapot a közös sínről történő lekapcsolhatóságot jelenti. (Erre akkor van szükség, ha egy másik kapuáramkör használja a sínrendszert.) Egy ilyen áramkör rajza látható a 30. ábrán.

 

 

30. ábra
Háromállapotú TTL NAND kapu

 

A sínről történő lekapcsolás úgy valósítható meg, hogy pl. a TOTEM POLE kimenettel rendelkező NAND kaput kiegészítjük egy ún. engedélyező áramkörrel, amelynek bemenete E. Ha erre „0"-t adunk, akkor lezárja a NAND kapu kimenetét, ha „1"-t adunk, akkor engedélyezi.

 

• TTL kapuáramkörök

A TTL áramkörök közül leginkább a 74... sorozat tagjait használják, de előfordulnak egyéb típusok is. Pl.: a 7400 áramkör 4 db 2 bemenetű NAND kaput tartalmaz. Ennek rajza a 31. ábrán látható.

 

 

31. ábra
A 7400 bipoláris TTL IC bekötési rajza

 

A 74 -es sorozat legfontosabb tagjai

7404 (6 db inverter)	7423 (2 db 4 bemenetű NOR)
7408 (4 db 2 bemenetű AND)	7427 (3 db 3 bemenetű NOR)
7410 (3 db 3 bemenetű NAND)	7430 (1 db 8 bemenetű NAND)
7420 (2 db 4 bemenetű NAND)	7432 (4 db 2 bemenetű OR)

 

A sorozat jelzése utal a hőmérsékleti tartományra is.

Pl.: 74...(0 °C - 70 °C), 84...(-25 °C - 85 °C), 54...(-55 °C - 125 °C).

 

E jelző mellett gyakran használatosak a következő jelölések

• H (nagy sebességű),
• S (Schottky diódás),
• L (alacsony fogyasztású),
• LS (alacsony fogyasztású Schottky diódás).

 

Legfontosabb paraméterek

• késleltetési idő (a jelnek az áramkörön való áthaladási ideje): 3-30 nsec,
• egy kapu átlagos fogyasztása: 2-30 mW,
• tápfeszültség (Ucc): + 5 V.