TTL逻辑门电路分析.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3.2TTL逻辑门3.2.1BJT的开关特性iB0，iC0，vO＝VCE≈VCC，c、e极之间近似于开路,vI=0V时:iB0，iC0，vO＝VCE≈0.2V，c、e极之间近似于短路,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－iCRcV

2、CEO≈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

3、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的集电结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=0.2V）T1深度

4、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=0.2V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（3）采用输入级以提高工作速度当TTL反相器I由3.6V变0.2V的瞬间T2、T3管的状态变化滞后于T1管，仍处于导通状态。T1管Je正偏、Jc反偏，T1工作在放大状态。T1

5、管射极电流（1+1）iB1很快地从T2的基区抽走多余的存储电荷,从而加速了输出由低电平到高电平的转换。（4）采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力当O=0.2V时当输出为低电平时，T4截止，T3饱和导通，其饱和电流全部用来驱动负载a)带负载能力当O=3.6V时O由低到高电平跳变的瞬间，CL充电，其时间常数很小使输出波形上升沿陡直。而当O由高变低后，CL很快放电，输出波形的下降沿也很好。T3截止，T4组成的电压跟随器的输出电阻很小，输出高电平稳定，带负载能力也较强。输出端接负载电容CL时，b)输出级对提高开关速度的作用1.TTL与非门

6、电路多发射极BJTT1eebceebcA&BAL=B3.2.4TTL逻辑门电路TTL与非门电路的工作原理任一输入端为低电平时:TTL与非门各级工作状态IT1T2T4T5O输入全为高电平(3.6V)倒置使用的放大状态饱和截止饱和低电平（0.2V）输入有低电平(0.2V)深饱和截止放大截止高电平（3.6V）当全部输入端为高电平时：输出低电平输出高电平2.TTL或非门若A、B中有一个为高电平:若A、B均为低电平:T2A和T2B均将截止，T3截止。T4和D饱和，输出为高电平。T2A或T2B将饱和，T3饱和，T4截止，输出为低电平。逻辑表达式vOHvO

7、L输出为低电平的逻辑门输出级的损坏3.2.5集电极开路门和三态门电路1.集电极开路门电路a）集电极开路与非门电路b）使用时的外电路连接C）逻辑功能L=ABOC门输出端连接实现线与VCC2.三态与非门(TSL)当CS=3.6V时CS数据输入端输出端LAB10010111011100三态与非门真值表当CS=0.2V时CS数据输入端输出端LAB10010111011100××高阻高电平使能==高阻状态与非逻辑ZLABLCS=0____CS=1真值表逻辑符号ABCS&LEN特点:功耗低、速度快、驱动力强3.2.6BiCMOS门电路I为高电平:MN、M1

8、和T2导通，MP、M2和T1截止，输出O为低电平。工作原理:M1的导通,迅速拉走T1的基区存储电荷;M2截止,MN的输出电流全部作为T