SN7450Jの動作を見よう

予告どおりSN7450Jの動きを見ていくことにします。

以前74シリーズの変り種（その1）に載せた回路図（データシートより）を再掲しておきます。赤字は説明のために追記したリファレンスです。

まずはORの部分を見てみました。

X, Xの無い2側の入力はすべてGNDに接続して未使用としています。

観察対象の1側は出力1YにLEDを吸い込みで点灯できるように接続、電流制限用に330Ωを付けています。V_CCはACアダプタで供給、電圧は実測で5.10Vでした。　

1ではどちらのANDも"0"出力です。Q2a, Q2bはOFFしており、Xは1.6kΩでプルアップされているためほぼ電源電圧になっています。Xは1kωでGNDに接続されているので0Vとなり、Q4はOFFします。1Yから電流を流しだしていないので、XからQ4のV_BEとその下のDのV_F分下がっていると思われます。

2ではQ2bがONします。I_Cは (5.10V - 1.00V) / 1.6kΩ = 約2.6mA、I_BはQ2bのV_BEが不明ですが1mA弱くらいになりそうです。これが1kΩとQ4のベースに流れ、Q4がONします。

3ではQ2aもONしますが、2とほとんど変わりません。Q2a, Q2bは飽和しているはずで、それは上のI_BとI_Cの比からも言えます。

続いてAND部分です。

まずは入力の特性です。TTLの入力はプルアップはしても"L"にする際はGNDに直結します。この非対称を確認してみましょう。

1C, 1DはGNDにしてQ2bはOFFにしておきます。また1Bもプルアップして1Aだけを見ることにします。

まず入力をオープンにした4ですが、文句無く"1"と認識されています。内部で4kΩにプルアップされているようなものですから。
当初抵抗値を変えたプルアップも見ようとしていたのですが、違いがわからないのでやめてプルダウンのみ見ることにしました。

まずV_ILの観点で見ると330Ωでやっと規格の0.8Vを達成しています。

一方、1Yに注目すると1kΩで"1"に反転しています。ただこの時のX, Xを見るとちょっと微妙な電圧になっています。

今回1Bはプルアップしていますが、これもプルダウンした場合は両方の電流が同じ4kΩを流れることになるので状況は変化するはずです。

実はこのあたり、特にQ1のコレクタとQ2のベースの部分の動作がまだ理解しきれていません。ここをはっきりさせてから続きを書きたいと思います。

2019年8月11日 修正：
入力をオープンにした4の1Aの電圧が誤っていましたので修正しました。