第三節(jié)TTL邏輯門一.標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)工藝的TTL非門的工作原理二*.TTL非門的電壓傳輸特性曲線和電路參數(shù)三.TTL非門輸入特性和從其上可以得出的參數(shù)四.TTL非門的輸入負(fù)載特性和從其上可以得出的參數(shù)五.TTL非門的輸出特性和從其上可以得出的參數(shù)六.傳輸延遲時間七.功率損耗和功耗_延時積八.其他邏輯功能的TTL門電路九.集電極開路(OC)的TTL門電路十.TTL三態(tài)輸出門電路十一.其他生產(chǎn)工藝類型的TTL門電路

CL的充、放電過程均需經(jīng)歷一定的時間，必然會增加輸出電壓O波形的上升時間和下降時間，導(dǎo)致基本的BJT反相器的開關(guān)速度不高。若帶電容負(fù)載故需設(shè)計有較快開關(guān)速度的實用型TTL門電路。

引言輸出級T3、D、T4和Rc4構(gòu)成推拉式的輸出級。用于提高開關(guān)速度和帶負(fù)載能力。中間級T2和電阻Rc2、Re2組成，從T2的集電極和發(fā)射極同時輸出兩個相位相反的信號，作為T3和T4輸出級的驅(qū)動信號；

Rb1

4kW

Rc2

1.6kW

Rc4

130W

T4

D

T2

T1

+

–

vI

T3

+

–

vO

負(fù)載

Re2

1KW

VCC(5V)

輸入級

中間級輸出級

1.電路組成輸入級T1和電阻Rb1組成。用于提高電路的開關(guān)速度一.標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)工藝的TTL非門的工作原理（2）當(dāng)輸入為高電平（I=3.6V）T2、T3飽和導(dǎo)通T1:倒置的放大狀態(tài)。T4和D截止。使輸出為低電平.vO=vC3=VCES3=0.3V輸入A輸出L0110邏輯真值表

邏輯表達(dá)式

L=A

飽和截止T4低電平截止截止飽和倒置工作高電平高電平導(dǎo)通導(dǎo)通截止飽和低電平輸出D4T3T2T1輸入(一)電壓傳輸特性曲線：Vo=f（Vi）二.TTL非門的電壓傳輸特性曲線和電路參數(shù)截止區(qū)過渡區(qū)飽和區(qū)５.輸入低電壓的上限VIL（max）(關(guān)門電平電壓VOFF)——是指輸出電壓下降到VOH（min）時對應(yīng)的輸入電壓。即輸入低電壓的最大值。在產(chǎn)品手冊中常稱為輸入低電平電壓，用VIL（max）表示。產(chǎn)品規(guī)定VIL（max）=0.8V。6.輸入高電壓的下限VIH（min）(開門電平電壓VON)——是指輸出電壓下降到VOL（max）時對應(yīng)的輸入電壓。即輸入高電壓的最小值。在產(chǎn)品手冊中常稱為輸入高電平電壓，用VIH（min）表示。產(chǎn)品規(guī)定VIH（min）=2V。7.閾值電壓Vth——電壓傳輸特性的過渡區(qū)所對應(yīng)的輸入電壓，即決定電路截止和導(dǎo)通的分界線，也是決定輸出高、低電壓的分界線。近似地：Vth≈VOFF≈VON即Vi＜Vth，非門關(guān)門，輸出高電平；Vi＞Vth，非門開門，輸出低電平。Vth又常被形象化地稱為門檻電壓。Vth的值為1.3V～1.４V。輸入低電平噪聲容限(最大允許正向干擾電壓)

VNL＝VIL(max)-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V輸入高電平噪聲容限(最大允許負(fù)向干擾電壓)

VNH＝VOH（min）-VIH(min)＝2.4V-2.0V＝0.4VTTL門電路的輸出高低電平不是一個值，而是一個范圍。同樣，它的輸入高低電平也有一個范圍，即當(dāng)電路受到干擾時，電路輸入電平所允許的波動范圍，稱為噪聲容限。8.噪聲容限電壓1.輸入低電平電流IIL——是指當(dāng)門電路的輸入端接低電平時，從門電路輸入端流出的電流?？梢运愠觯寒a(chǎn)品規(guī)定IIL＜1.6mA。（二）從標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)工藝的TTL非門輸入特性曲線上可以得出的參數(shù)2.輸入高電平電流IIH——是指當(dāng)門電路的輸入端接高電平時，流入輸入端的電流。由于βi的值遠(yuǎn)小于1，所以IIH的數(shù)值比較小，產(chǎn)品規(guī)定：IIH＜40uA。T1倒置的放大狀態(tài)：這時IIH=βiIB1，βi為倒置放大的電流放大系數(shù)。五、TTL非門的輸入負(fù)載特性和從其上可以得出的參數(shù)

（一）TTL非門的輸入負(fù)載特性1.當(dāng)Ri很小時VI很小，相當(dāng)于輸入是低電平，此時三極管T3截止，輸出為高電平。2.當(dāng)Ri很大時，VI的極限值為1.4V

(一)灌電流負(fù)載當(dāng)驅(qū)動門輸出低電平時，電流從負(fù)載門灌入驅(qū)動門。當(dāng)負(fù)載門的個數(shù)增加，灌電流增大，會使T3脫離飽和，輸出低電平升高。因此，把允許灌入輸出端的電流定義為輸出低電平電流IoL(max)，產(chǎn)品規(guī)定I0L(max)=16mA。由此可得出:NOL稱為輸出低電平時的扇出系數(shù)。1.扇入數(shù):取決于它的輸入端的個數(shù)

2.扇出數(shù):帶同類門的數(shù)量分灌電流和拉電流五、TTL非門的帶負(fù)載能力

（二）拉電流負(fù)載

NOH稱為輸出高電平時的扇出系數(shù)。產(chǎn)品規(guī)定IOH=0.4mA。由此可得出：當(dāng)驅(qū)動門輸出高電平時，電流從驅(qū)動門拉出,流至負(fù)載門的輸入端。

拉電流增大時，RC4上的壓降增大，會使輸出高電平降低。因此，把允許拉出輸出端的電流定義為輸出高電平電流I0H(max)。一般NOL≠NOH，常取兩者中的較小值作為門電路的扇出系數(shù)，用No表示。例查得基本的TTL與非門7410的參數(shù)如下：IoL＝16mA，IIL＝－1.6mA，IoH＝0.4mA，IIH＝0.04mA.試計算其帶同類門時的扇出數(shù)。解：(1)低電平輸出時的扇出數(shù) (2)高電平輸出時的扇出數(shù)若NOH≠NOH，則取較小的作為電路的扇出數(shù)。七、1.功耗分為靜態(tài)和動態(tài)。靜態(tài)功耗指的是當(dāng)電路沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)換時的功耗動態(tài)功耗是在門的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的瞬間的功耗。對于TTL門電路來說，靜態(tài)功耗是主要的。2.延時功耗積DP=tpdPD是一綜合性的指標(biāo)，用DP表示,其單位為焦耳。DP的值愈小，表明它的特性愈接于理想情況。(一)TTL與非門電路多發(fā)射極BJT

T1e

e

bc

eeb

cA&

BAL=B八.其他邏輯功能的TTL門電路1.電路2.TTL與非門電路的工作原理

任一輸入端為低電平時:TTL與非門各級工作狀態(tài)IT1T2T4T3O輸入全為高電平(3.6V)倒置使用的放大狀態(tài)飽和截止飽和低電平（0.2V）輸入有低電平(0.2V)深飽和截止放大截止高電平（3.6V）當(dāng)全部輸入端為高電平時：輸出低電平輸出高電平vOHvOL輸出為低電平的邏輯門輸出級的損壞九.集電極開路(OC)的TTL門電路（一）普通的TTL門電路輸出端直接相連的后果在工程實踐中，有時需要將幾個門的輸出端并聯(lián)使用，以實現(xiàn)與邏輯，稱為線與。(二)集電極開路與非門電路1.使用時的外電路連接2.邏輯功能L=ABVCC3.國標(biāo)符號(四)OC門進(jìn)行線與時，外接上拉電阻RP的選擇：（2）當(dāng)輸出低電平時，RP不能太小限流，RP為最小值時要保證輸出電壓為VOL（max），RP（min）＜RP＜RP（max）由于OC門輸出不是推拉式(Totem)結(jié)構(gòu)，省去了有源負(fù)載，帶負(fù)載能力下降RP選擇受到限制不能太小，影響工作速度（一）三態(tài)輸出門的結(jié)構(gòu)及工作原理1.當(dāng)EN=0時，G輸出為1，D1截止，相當(dāng)于一個正常的二輸入端與非門，稱為正常工作狀態(tài)。2.當(dāng)EN=1時，G輸出為0，T4、T3都截止。這時從輸出端L看進(jìn)去，呈現(xiàn)高阻，稱為高阻態(tài)，或禁止態(tài)。十.TTL三態(tài)輸出門電路CS數(shù)據(jù)輸入端輸出端LAB00010111011101××高阻三態(tài)門在計算機(jī)總線結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用。1.組成單向總線，實現(xiàn)信號的分時單向傳送.2.組成雙向總線，實現(xiàn)信號的分時雙向傳送。（二）三態(tài)門的應(yīng)用5．74LS系列——為低功耗肖特基系列。6．74AS系列——