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1、3. 5 TTL门电路3.5.2 TTL 反相器一、电路组成及工作原理+VCC(5V)R1uI uo4kAD1T1T2T4T5DR2 1.6kR3 1kR4 130Y输入级中间级输出级D1 保护二极管防止输入电压过低。1. 电路组成2. 工作原理+VCC(5V)R1uI uo4kA T1T2T4T5DR2 1.6kR3 1kR4 130Y0.2V T1 的基极电压无法使T2 和 T5 的发射结导通T4 、 D 导通0V3.6V0.2V0.9ViC15V因为:+VCC(5V)R1uI uo4kA T1T2T4T5DR2 1.6kR3 1kR4 130Y2. 工作原理4.3V3.4 V1.4V0.
2、7V2.1VT5 饱和导通uO = UCES5 = 0.3V1V0.3V0.3 uI/VuO/V 0.23.6 3.40.3则所以(3) 输入端悬空+VCC(5V)R1uI uo4kA T1T2T4T5DR2 1.6kR3 1kR4 130Y输出电压UO=UCES50.3VTTL电路的某输入端悬空， 等效于该端接入逻辑高电平。实际上，悬空易引入干扰，故对不用的输入端一般不悬空，应 作相应的处理。 +VCC(5V)R1uI uo4kA T1T2T4T5DR2 1.6kR3 1kR4 130Y(4) 输入端通过电阻RE接地。2）RE2.5k:则输入为“1”，输出为“0”开门状态。 由此引出概念：
3、关门电阻ROF 开门电阻RON输入端电压值与阻值RE相关：1）RE0.7k:则输入为“0”，输出为“1”关门状态。关门电阻ROFF当输入端通过电阻RE接地 时，为使反相器可靠地工作在关门状态，RE所允许的最大阻值。开门电阻RON为使反相器可靠地工作在 开门状态，RE所允许的最小阻值。能够使输入看作“0”的最大阻值关门电阻ROFF （0.7 k）能够使输入看作“1”的最小阻值开门电阻RON （2.5 k）二. 电压传输特性1+VCC +5VuI+-uO+-A B0uO /VuI /V12341234AB 段： uI 1.4 V ，T2 、T5 饱和导通， T3 、D 截止。uO = UOL 0.
4、3 V阈值电压（1）特性曲线分析：三、输入端噪声容限uIuO1G1G21输出高电平 典型值 = 3.6 V 输出低电平典型值 = 0.3 V 输入高电平 典型值 = 3.6 V 输入低电平典型值 = 0.3 V UNH 允许叠加的负向噪声电压的最大值G2 输入高电平时的噪声容限： UNL 允许叠加的正向噪声电压的最大值G2 输入低电平时的噪声容限：二、输入特性（二、输入特性（v vI i iI）3.5.3 TTL3.5.3 TTL反相器的五大静态特性反相器的五大静态特性一、电压传输特性一、电压传输特性（v vI v vO） （已讲）已讲）3.5.3 TTL反相器的静态特性三、输入负载特性（三、
5、输入负载特性（ v vI R RP）3.5.3 TTL反相器的静态特性四、高电平输出特性（四、高电平输出特性（V VOH i iL）拉电流拉电流3.5.3 TTL反相器的静态特性五、低电平输出特性（五、低电平输出特性（V VOL i iL）灌灌电流电流四、传输延迟时间50%Uom50%UimtuI0tuO0UimUomtPHL 输出电压由高到低 时的传输延迟时间。tpd 平均传输延迟时间tPLH 输出电压由低到高 时的传输延迟时间。tPHLtPLH典型值： tPHL= 8 ns , tPLH= 12 ns最大值： tPHL= 15 ns , tPLH= 22 ns+VCC +5VR1 4kAD
6、2T1T2T3T4DR2 1.6kR3 1kR4 130Y输入级中间级输出级D1BT1 多发射极三极管e1e2bc等效电路：1. A、B 只要有一个为 0 0.3V1VT2 、 T4截止5VT3 、 D 导通3.6V3. 5. 5 其它类型的TTL门电路1. TTL 与非门2. A、B 均为 1 理论：实际：T2 、 T4 导通 uO = UCES4 0.3V3.6V3.6V0.7V1V0.3V4.3V+VCC +5V4kAD2T1T2T3T4D1.6k1k130Y输入级中间级输出级D1BR1R2R3R43.6V3.6V4.3V2.1VRL+VCC0.7V1V0.3V整理结果：1 1 1 0A
7、BY 00 01 10 11与非门A B&一. 其他逻辑功能的门电路2. TTL 或非门iB1+VCC +5VR1AD1T1T2T3T4DR2R3R4YR1BD1T1T2i B1输入级中间级输出级1. A、B只要有一个为 1 T2 、 T4 饱和 T3 、 D 截止uO = 0.3V，Y = 05V2.1V1V1V1V 0.3V3.6V2. A、B 均为 0 iB1、i B1分别流入 T1、T1 的发射极T2 、 T2均截止 则 T4 截止T3 、 D 导通3.6V0.3V0.3 V0.3 V整理结果：1 0 0 0ABY 00 01 10 11或非门A B1其它逻辑门原理相似。二、集电极开路
8、门OC 门(Open Collector Gate)+VCC +5VR1AD2T1T2T5R2R3YD1B1. 电路组成及符号：+V CCRL外 接YA B&+V CCRLOC 门必须外接负载电阻 和电源才能正常工作。2. OC 门的主要特点：可以线与连接 V CC 根据电路 需要进行选择二、集电极开路门OC 门(Open Collector Gate)2. OC 门的主要特点：+VCC +5VR1 4kAD2T1T2T4T5DR2 1.6kR3 1kR4 130Y输入级中间级输出级D1BOC 门出现的原因：修正普通TTL门的缺陷。+VCCA T1T2T4Y1B+VCCC T1T2T4Y2D+
9、V CCRL+V CCRL Y1A B&G1Y2C D&G2线与YY3、外接负载电阻RL的计算RL的选取原则：保证OC门输出高电平 UOHmin ；输出的低电平UOLmax 。保证逻辑电平规范，以免逻辑混乱！三、 三态输出门 TS门 1. 电路组成及其工作原理+VCC +5VR1A T1T2T3T4DR2R3R4Y B1D3控制端 控制端高电平有效1ENYA & BENYA& BENEN 控制端低电平有效EN：控制端（选通端、使能端）以使能端低电平有效为例：（2）工作原理PQP = 1（高电平）电路处于正常工作 状态：D3 截止，（Y = 0 或 1）+VCC +5VR1A T1T2T3T4D
10、R2R3R4Y B1D3P = 0 (低电平)D3 导通T2 、T4截止uQ 1 VT3、D 截止输出端与上、下均断开 高阻态，记做 Y = Z使能端可能输出状态： 0、1 或高阻态2. 应用举例：(1) 用做多路开关YA11EN1ENA21G1G2使能端10禁止使能01使能禁止禁止使能A11EN1ENA21G1G201(2) 用于信号双向传输10使能禁止2. 应用举例：(3) 构成数据总线EN1EN1EN1G1G2GnA1A2An数据总线注意 ：任意时刻，只允许一个三态门使能，其余为高阻态。0111011103. 三态门和OC门的性能比较(1)三态门的开关速度比OC门快。(2)允许接到总线上
11、的三态门的个数，原则上 不受限制；允许接到总线上的OC门的个数受到上 拉电阻RL的取值条件的限制。 (3)OC门可以实现“线与”逻辑，而三态门则不 能。(1) 工作速度比TTL稍低。(2) 输入阻抗高，可达108 。(3) 静态功耗小。 (4) 集成度高。(5) 电源电压允许范围大， 约为320 V。(6) 输出高低电平摆幅大。(7) 抗干扰能力强。 CMOS逻辑电路的特点(与TTL门比较)(11) 电路结构简单CMOS与非门只有四个管子构成，而 TTL与非门共有五个管子和五个电阻；工艺容易做一个MOS管要比做一个电阻更容易，而且占芯片面积小；故成本低。(12)输入高、低电平VIH/VIL受电
12、源电压VDD限制。例3：判断如图TTL电路输出为何状态？Y2=0Y0=0Y1=1Y3=0 Y4=0(1) 输出高电平UOH和输出低电平UOLUOH非门处于截止状态（关门）时的输出电压。UOH电压范围：2.43.6V，典型值：3.6V。UOL非门处于导通状态（开门）时的输出电压。UOL电压范围：00.4V，典型值：0.3V。 五. 主要参数(2) 输入高电平UIH和输入低电平UILUIH对应于逻辑1的输入电压，典型值是 3.6V。最小值为 “开门电平”UIL对应于逻辑0的输入电压，典型值是 0.3V。最大值为 “关门电平”(3) 开门电平UON和关门电平UOFFUON保证非门处于开门状态（输出低电平） 时，允许输入的高电平的最小值，典型值是2V。UOFF保证非门处于关门状态（输出高电平 ）时，允许输入的低电平的最大值典型值是0.8V。
