Grundlagen der Digitaltechnik - Ing. H. Heuermann - FH Aachen

96 Highspeed-Datentransfer
6.2 Emittergekoppelte Logik (ECL)
Die Emittergekoppelte Logik (Emitter Coupled Logic, ECL) verwendet Bipolartransistoren,
die im Gegensatz zur TTL-Logik nicht in Sättigung betrieben werden.
Dadurch können Anstiegszeiten von 100ps und Gatterlaufzeit von weniger als 250ps erreicht
werden.
Zum Verständnis der Schaltungstechnik zur digitalen ECL-Logik ist zunächst die Analyse
der Übertragungskennlinie des npn-Differenzverstärkers wichtig.
Ein ECL-IC kann oft für positive und auch für negative Versorgungsspannungen genutzt
werden. Dieses wird in den Unterkapiteln PECL-Gatter und NECL-Gatter detaillierter
erläutert.
Die Versorgungsspannungen liegen meistens bei 3.3V bzw. -3.3V und können Werte bis
typisch 5.2V bzw. -5.2V annehmen.
6.2.1 Übertragungskennlinie des npn-Differenzverstärkers
6.2.1.1 PECL-Gatter
Als Beispiel für die ECL-Technik für eine positive Betriebsspannung ist im Bild6.3 ein ORbzw.
NOR-Gatter dargestellt.
Bild 6.3: ECL-NOR-OR-Gatter vom Typ MC100EP01 beim Betrieb als PECL-Schaltung (R 3
und R 4 sind extern)
Bild6.3 zeigt ein typisches ECL-Gatter, das an der positiven Betriebsspannung betrieben
wird.
Die Transistoren T1/T2 und T3 bilden einen Differenzverstärker. An der Basis von T3
liegt 2V an. Diese 2V bilden die Schwelle zwischen dem Low- und dem High-Zustand.
Die externen Widerstände R 3 und R 4 werden in der Praxis jeweils auf 50Ω ausgelegt.
Somit ist der differenzielle Gesamtwiderstand 100 Ω.