数电08(TTL逻辑门).ppt

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1、3.2TTL逻辑门3.2.1BJT的开关特性3.2.2基本BJT反相器的动态特性3.2.3TTL反相器的基本电路3.2.4TTL逻辑门电路3.2.5集电极开路门和三态门3.2.6BiMOS门电路补充一：开门电平Von：使输出端处于低电平上限所允许的最低输入电压.关门电平Voff：使输出端处于高电平下限所允许的最高输入电压.补充二：输入负载特性曲线，开门电阻Ron，关门电阻Roff输入负载特性(uRi=f（Ri）)是指：逻辑门输入端与信号源之间或输入端与地之间接一电阻Ri，Ri两端的电压uRi在一定范围内随Ri阻值变化

2、而变化的关系曲线。&Ri&VCC以Ri接地为例当Ri较小时，uRi也较小，仍属于低电平。当Ri=0，即uRi=0V，相当输入低电平。若Ri继续增加，当uRi=VILmax时，对应的Ri称为关门电阻Roff。&Ri即：若Ri≤Roff，Ri的接入相当于该输入端为低电平。&VCCRi&Ri&VCCRi若Ri继续增大，满足URi=VIHmin时，Ri的接入相当于该输入端为高电平，则对应的Ri称为开门电阻Ron。对于不同的TTL系列，Ron和Roff的数值有所不同。一般可以认为Ri≥2kΩ，为高电平输入；Ri≤500Ω，为低

3、电平输入。即：若Ri≥Ron，电阻Ri的接入相当于该输入端为高电平。显然，当Ri=∞时（输入端悬空），相当输入端接入高电平；当Ri=0时（输入端接地），相当输入端接入低电平。注意，以上数据对CMOS门不适用。复习：BJT的开关特性iB=0，iC0，vO＝VCE≈VCC，c、e极之间内阻为几百千欧，近似于开路，相当于开关断开。vI=（0V~vth）时:复习：BJT的开关特性集电极饱和电流：基极临界饱和电流：复习：BJT的开关特性iB>IBS，iC=ICS，vO＝VCE≈0.2~0.3V，c、e极之间内阻为几百欧，近似

4、于短路，相当于开关闭合。vI很大时，例如vI=5V时:iC＝ICS≈很小，约为数百欧，相当于开关闭合可变很大，约为数百千欧，相当于开关断开c、e间等效内阻VCES≈0.2~0.3VVCE＝VCC－iCRcVCEO≈VCC管压降且不随iB增加而增加iC≈iBiC≈0集电极电流发射结和集电结均为正偏发射结正偏，集电结反偏发射结和集电结均为反偏偏置情况工作特点iB>iB≈0条件饱和放大截止工作状态BJT的开关条件0

5、tf)BJT饱和与截止两种状态的相互转换需要一定的时间才能完成。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。3.2.2基本BJT反相器的动态性能若带电容负载故需设计有较快开关速度的实用型TTL门电路。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；Rb14kWRc21.6kWRc4130WT4

6、DT2T1+–vIT3+–vO负载Re21KWVCC(5V)输入级中间级输出级3.2.3TTL反相器的基本电路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截止(1)输入为高电平，如vI=3.6VvIvOVCCT1T2T4T3D负载Rb1Rc2Rc4Re23.6V全导通，2.1V倒置的放大状态正向偏置反向偏置2.1V=0.2V0.9V0.2V0.7V实现了：输入高电平，输出低电平。(开态)饱和P12*1.4V0.2V2.TTL反相器的工作原理vIvOVCCT1T2T4T3D负载Rb1Rc2Rc4Re2

7、(2)输入为低电平，如vI=0.2V0.2V0.9V截止导通需2.1V导通0.7V=5V-1.4V=3.6V实现了：输入低电平，输出高电平。(关态)P13*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AB段：Vi<0.4V，T1的e结正偏，VB2<0.6V，T2、T3截止，T4和D导通，输出高电平VOH≈3.6V。称为截止区。BC段：0.4V

8、vO随vI的增大而减小，称为线性区。3、静态电压传输特性vIvOVCCT1T2T4T3D负载Rb1Rc2Rc4Re2vI/VvO/V543210123ABCED（静态电压传输特性）CD段：vI>1.1V时，T2、T3均饱和导通，T4截止，输出电压迅速下降到0.2V，称为转折区转折区中点对应的输入电压称为阈值电压或门槛电压，用VTH表示。vIvO