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1、3.3.1TTL与非门3.3.2低功耗肖特基系列3.3TTL集成逻辑门电路3.3.4TTL数字集成电路系列3.3.3其它功能的TTL门电路返回结束放映3.3.5TTL集成逻辑门的使用注意事项8/4/20211复习1、三极管饱和导通相当于开关是什么状态?2、什么是状态赋值?3、二极管与门、或门有何优点和缺点?8/4/202123.3TTL集成逻辑门电路TTL集成逻辑门电路的输入和输出结构均采用半导体三极管,所以称晶体管—晶体管逻辑门电路,简称TTL电路。简单了解TTL与非门的电路及工作原理,重点掌握其特性曲线和
2、主要参数(应用所需知识)。8/4/20213一、TTL与非门的工作原理1.电路组成返回图3-9TTL与非门电路及逻辑符号3.3.1TTL与非门8/4/20214(1)输入级当输入有一个或数个为低电平时,uIL=0.3V,发射结正向导通,uB1=1.0V;当输入全为高电平时,uIH=3.6V,发射结受后级电路的影响将反向截止。uB1由后级电路决定。8/4/20215(2)中间级反相器VT2实现非逻辑反相输出同相输出向后级提供反相与同相输出。输入高电压时饱和输入低电压时截止8/4/20216(3)输出级(推拉式输
3、出)VT3为射极跟随器低输入高输入饱和截止低输入高输入截止导通8/4/202172.工作原理(1)当输入全为高电平时,uI=3.6V,VT1处于倒置工作状态,集电结正偏,发射结反偏,uB1=0.7V×3=2.1V,VT2和VT4饱和,输出为低电平uO=0.3V。2.1V0.3V3.6V8/4/20218(2)当输入端有一个或数个为低电平时,uI=0.3V,VT1发射结导通,uB1=0.3V+0.7V=1V,VT2和VT4均截止,VT3和VD导通,输出高电平:uO=VCC-UBE3-UD≈5V-0.7V-0.7
4、V=3.6V1V3.6V0.3V8/4/20219(3)采用推拉式输出级利于提高开关速度和负载能力VT3组成射极输出器,优点是既能提高开关速度,又能提高负载能力。当输入高电平时,VT4饱和,uB3=uC2=0.3V+0.7V=1V,VT3和VD截止,VT4的集电极电流可以全部用来驱动负载。当输入低电平时,VT4截止,VT3导通(为射极输出器),其输出电阻很小,带负载能力很强。可见,无论输入如何,VT3和VT4总是一管导通而另一管截止。这种推拉式工作方式,带负载能力很强。8/4/2021101、电压传输特性:输
5、出电压uO与输入电压uI的关系曲线。特性曲线如下:图3-10CT74S与非门的电压传输特性转折区饱和区VT4饱和,称开门返回二、二、电压传输特性和噪声容限VT4截止,称关门截止区8/4/2021112.结合电压传输特性介绍几个参数(1)输出高电平UOH典型值为3V。(2)输出低电平UOL典型值为0.3V。8/4/202112(3)开门电平UON在保证输出为标准低电平USL时,允许输入高电平的最小值,用UON表示。(4)关门电平UOFF在保证输出为标准高电平USH时,允许输入低电平的最大值,用UOFF表示。8/
6、4/202113(5)阈值电压UTH电压传输特性曲线转折区中点所对应的uI值称为阈值电压UTH(又称门槛电平)。通常UTH≈1.4V。(6)输入噪声容限(UNL和UNH)输入噪声容限也称抗干扰能力,它反映门电路在多大的干扰电压下仍能正常工作。UNL和UNH越大,电路的抗干扰能力越强。8/4/202114①低电平噪声容限(低电平正向干扰范围)UNL=UOFF-UILUIL为电路输入低电平的典型值(0.3V)若UOFF=1V,则有UNL=1-0.3=0.7(V)②高电平噪声容限(高电平负向干扰范围)UNH=UIH
7、-UONUIH为电路输入高电平的典型值(3V)若UON=1.2V,则有UNH=3-1.2=1.8(V)8/4/202115图3-11输入负载特性曲线(a)测试电路(b)输入负载特性曲线TTL与非门的输入端对地接上电阻RI时,uI随RI的变化而变化的关系曲线。三、输入负载特性8/4/202116在一定范围内,uI随RI的增大而升高。但当输入电压uI达到1.4V以后,uB1=2.1V,RI增大,由于uB1不变,故uI=1.4V也不变。这时VT2和VT4饱和导通,输出为低电平。虚框内为TTL与非门的部分内部电路8/
8、4/202117RI不大不小时,工作在线性区或转折区。RI较小时,关门,输出高电平;RI较大时,开门,输出低电平;ROFFRONRI→∞悬空时?8/4/202118(1)关门电阻ROFF——在保证门电路输出为额定高电平的条件下,所允许RI的最大值称为关门电阻。典型的TTL门电路ROFF≈0.7kΩ。(2)开门电阻RON——在保证门电路输出为额定低电平的条件下,所允许RI的最小值称为开门电阻。典型的T
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