Transistor-Transistor-Logik

Die Transistor-Transistor-Logik ist eine Schaltungstechnologie für logische Schaltungen (Gatter), bei der Eingang wie Ausgang der Schaltung mit Transistoren bestückt sind. Hierbei wird meist ein Multi-Emitter-Transistor eingesetzt, so dass für mehrere Eingänge nur ein Transistor erforderlich ist.

Das Bild zeigt den Aufbau eines TTL-NAND-Gatters. Q1 ist der Multi-Emitter-Transistor, x und y sind die Eingänge. Eine Besonderheit der TTL-Schaltung besteht darin, dass unbeschaltete Eingänge wirken, als lägen sie auf logisch 1.

Funktionsweise: Die Ansteuerung erfolgt, indem x bzw. y auf logisch 0 (Masse) gelegt werden. Hierdurch wird Q1 leitend gemacht, da nun ein Basisstrom durch R1 fließt. Die Basis von Q2 wird hierduch auf Masse gelegt, wodurch Q2 in nicht leitenden Zustand gerät. Damit liegt die Basis von Q3 auf Pluspotenzial, die von Q4 auf Minuspotenzial. Q3 leitet also und legt den Ausgang auf logisch 1. Sind x und y offen oder mit logisch 1 (plus) beschaltet, so wird Q2 über die Basis-Kollektor-Strecke von Q1 mit Strom versorgt und leitend. Q3 wird gesperrt und Q4 geöffnet. Nur in diesem Zustand liegt der Ausgang auf logisch 0 (minus) und kann Strom aus dem Eingang eines nachgeschalteten Gatters aufnehmen, um dieses auf logisch 0 zu steuern.

In der "open collector"-Ausführung (offener Kollektor) fehlt Q3, dh. der Kollektor von Q4 wird offen zum Ausgang geführt. Ein Widerstand R4 ("pull up") muss in diesem Falle extern angeschlossen werden. Diese Bauform ermöglich es, mehrere Ausgänge parallel zu schalten zu einem so genannten "wired or" (verdrahtetes Oder). Jedes der so parallel geschalteten Gatter kann den Strom eines nachfolgenden Gatters aufnehmen ohne von den anderen beeinflusst zu werden, und so den folgenden Eingang auf logisch 0 legen.