第二章逻辑门电路1.ppt

2.2 TTL集成逻辑门电路 ⒈ TTL与非门的工作原理 ⑴ TTL与非门的典型电路 TTL与非门的典型电路如图2-6所示，它分成输入级、中间级和输出级三个部分。 输入级 中间级 输出级 当前第31页\共有86页\编于星期六\16点 ⑴ TTL与非门的典型电路 输入级由多发射极晶体管T1和电阻R1组成，通过T1的各个发射极实现与逻辑功能。 多发射极晶体管 T1 的等效电路 当前第32页\共有86页\编于星期六\16点 ⑴ TTL与非门的典型电路 中间级由T2、R2、R3组成。 其主要作用是从T2管的集电极c2和发射极e2同时输出两个相位相反的信号，分别驱动T3和T5管，来保证T4和T5管有一个导通时，另一个就截止。 当前第33页\共有86页\编于星期六\16点 ⑴ TTL与非门的典型电路 输出级由R4、R5、T3、T4、T5组成，T5是反相器，T3、T4组成复合管构成一个射随器，作为T5管的有源负载，并与T5组成推拉式电路，使输出无论是高电平或是低电平，输出电阻都很小，提高了带负载能力。 当前第34页\共有86页\编于星期六\16点 ⑵工作原理 则VB1=VIL+VBE1 =0.3+0.7=1V VB2 =VC1=VCES1+VIL =0.1+0.3=0.4V 0.3V 3.6V 3.6V DA导通！ 设A=0 B=1 C=1 (VIL=0.3V) ， 1V 0.3V 所以：T2 、T5 截止 T3 、T4 导通 VF = 5－UBE3－UBE4 ? 5－0.7－0.7 = 3.6V 拉电流 F = 1 当前第35页\共有86页\编于星期六\16点 ⑵工作原理 设A = B = C =1，即VA=VB=VC=VIH=3.6V， 3.6V 3.6V 3.6V 2.1V T1管的基极电位升高，使T1管的集电结、T2和T5的发射结正向偏置而导通，T1管的基极电位VB1被箝位在2.1V。 1.4V 故T1管处于倒置工作状态（发射结和集电结反向运用状态，发射结反向偏置、集电结正向偏置）。 T3 导通 ，T4 截止 VF = 0.3V ， F = 0 VF =0.3V 灌电流 当前第36页\共有86页\编于星期六\16点 结论： 电路只要输入有一个为低电平时，输出就为高电平；只有输入全为高电平时，输出才为低电平。该门为与非门。即 1.输入不全为1时，输出为1 2.输入全为1时，输出为0 真值表为： 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 F A B C 真值表 当前第37页\共有86页\编于星期六\16点 2.TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力 ⑴电压传输特性电压传输特性是描述输出电压vO与输入电压vI之间对应关系的曲线，如图2-7所示。 当前第38页\共有86页\编于星期六\16点 ⑴ TTL与非门的电压传输特性 AB段（截止区）： vI＜0.6V，输出电压vO不随输入电压vI变化，保持在高电平VH。 VC1＜0.7V，T2和T5管截止，T3、T4管导通，输出为高电平，VOH=3.6V。 由于这段T2和T5管截止，故称截止区。 当前第39页\共有86页\编于星期六\16点 ⑴ TTL与非门的电压传输特性 BC段(线性区)： 0.6V＜vI＜1.3V，0.7V＜VC1＜1.4V。 这时T2管开始导通并处于放大状态，T2管的集电极电压VC2和输出电压vO随输入电压vI的增大而线性降低，故该段称为线性区。 由于T5管的基极电位还低于0.7V，故T5管仍截止。T3、T4管还是处于导通状态。 当前第40页\共有86页\编于星期六\16点 ⑴ TTL与非门的电压传输特性 CD段(过渡区)： 1.3V＜vI＜1.4V，T5管开始导通，T2、T3、T4管也都处于导通状态，T4、T5管有一小段时间同时导通，故有很大电流流过R4电阻，T2管提供T5管很大的基极电流; T2、T5管趋于饱和导通，T4管趋于截止，输出电压vO急剧下降到低电平vO=0.3V。 由于vI的微小变化而引起输出电压vO的急剧下降，故此段称为过渡区或转折区。 当前第41页\共有86页\编于星期六\16点 ⑴ TTL与非门的电压传输特性 CD段(过渡区)： CD段中点对应的输入电压，既是T5管截止和导通的分界线，又是输出高、低电平的分界线，故此电压称阈值电压VT（门槛电压），VT=1.4V。 VT是决定与非门状态的重要参数。当vI＜VT时，与非门截止，输出高电平。 当vI＞VT时，与非门饱和导通，输出低电平