数字电子技术第二章逻辑门电路

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1、第三节TTL逻辑门一.标准生产工艺的TTL非门的工作原理二*.TTL非门的电压传输特性曲线和电路参数三.TTL非门输入特性和从其上可以得出的参数四.TTL非门的输入负载特性和从其上可以得出的参数五.TTL非门的输出特性和从其上可以得出的参数六.传输延迟时间七.功率损耗和功耗_延时积八.其他逻辑功能的TTL门电路九.集电极开路(OC)的TTL门电路十.TTL三态输出门电路十一.其他生产工艺类型的TTL门电路CL的充、放电过程均需经历一定的时间，必然会增加输出电压O波形的上升时间和下降时间，导致基本的BJT反相器的开关速度不高。若带电容负载

2、故需设计有较快开关速度的实用型TTL门电路。引言输出级T3、D、T4和Rc4构成推拉式的输出级。用于提高开关速度和带负载能力。中间级T2和电阻Rc2、Re2组成，从T2的集电极和发射极同时输出两个相位相反的信号，作为T3和T4输出级的驱动信号；Rb14kWRc21.6kWRc4130WT4DT2T1+–vIT3+–vO负载Re21KWVCC(5V)输入级中间级输出级1.电路组成输入级T1和电阻Rb1组成。用于提高电路的开关速度一.标准生产工艺的TTL非门的工作原理2.TTL反相器的工作原理（逻辑关系、性能改善）（1）当输入为低电平（I=

3、0.3V）T1深度饱和截止导通导通截止饱和低电平T4D4T3T2T1输入高电平输出T2、T3截止，T4、D导通（2）当输入为高电平（I=3.6V）T2、T3饱和导通T1:倒置的放大状态。T4和D截止。使输出为低电平.vO=vC3=VCES3=0.3V输入A输出L0110逻辑真值表逻辑表达式L=A饱和截止T4低电平截止截止饱和倒置工作高电平高电平导通导通截止饱和低电平输出D4T3T2T1输入(一)电压传输特性曲线：Vo=f（Vi）二.TTL非门的电压传输特性曲线和电路参数截止区过渡区饱和区(二)从电压传输特性曲线上可以得出的电路参数1.输

4、出高电平电压VOH——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的输出电压。VOH的理论值为3.6V。2.标准输出高电平USH_——产品规定输出高电压的最小值VOH（min）=2.4V。3.输出低电平电压VOL——在正逻辑体制中代表逻辑“0”的输出电压。VOL的理论值为0.3V。４.标准输出低电平USL——产品规定输出低电压的最大值VOL（max）=0.4V５.输入低电压的上限VIL（max）(关门电平电压VOFF)——是指输出电压下降到VOH（min）时对应的输入电压。即输入低电压的最大值。在产品手册中常称为输入低电平电压，用VIL（max）表示。产

5、品规定VIL（max）=0.8V。6.输入高电压的下限VIH（min）(开门电平电压VON)——是指输出电压下降到VOL（max）时对应的输入电压。即输入高电压的最小值。在产品手册中常称为输入高电平电压，用VIH（min）表示。产品规定VIH（min）=2V。7.阈值电压Vth——电压传输特性的过渡区所对应的输入电压，即决定电路截止和导通的分界线，也是决定输出高、低电压的分界线。近似地：Vth≈VOFF≈VON即Vi＜Vth，非门关门，输出高电平；Vi＞Vth，非门开门，输出低电平。Vth又常被形象化地称为门槛电压。Vth的值为1.3V～

6、1.４V。输入低电平噪声容限(最大允许正向干扰电压)VNL＝VIL(max)-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V输入高电平噪声容限(最大允许负向干扰电压)VNH＝VOH（min）-VIH(min)＝2.4V-2.0V＝0.4VTTL门电路的输出高低电平不是一个值，而是一个范围。同样，它的输入高低电平也有一个范围，即当电路受到干扰时，电路输入电平所允许的波动范围，称为噪声容限。8.噪声容限电压三.输入特性和从其上可以得出的参数（一）标准生产工艺的TTL非门的输入特性曲线输入特性曲线是研究输入电压与输入电流之间关系的曲线。1.输入

7、低电平电流IIL——是指当门电路的输入端接低电平时，从门电路输入端流出的电流。可以算出：产品规定IIL＜1.6mA。（二）从标准生产工艺的TTL非门输入特性曲线上可以得出的参数2.输入高电平电流IIH——是指当门电路的输入端接高电平时，流入输入端的电流。由于βi的值远小于1，所以IIH的数值比较小，产品规定：IIH＜40uA。T1倒置的放大状态：这时IIH=βiIB1，βi为倒置放大的电流放大系数。五、TTL非门的输入负载特性和从其上可以得出的参数（一）TTL非门的输入负载特性1.当Ri很小时VI很小，相当于输入是低电平，此时三极管T3截

8、止，输出为高电平。2.当Ri很大时，VI的极限值为1.4V（二）从TTL非门的输入负载特性上可以得出的参数1．关门电阻ROFF当Ri的值使VI=VIL（max），即输入低电平的上限，这时的Ri