第8次课——第3章门电路

1、第第3章章 门电路门电路 对于对于TTL反相器，输入电流随输入电压的变化关系，称为输入特性，反相器，输入电流随输入电压的变化关系，称为输入特性，其输入端的等效电路如图其输入端的等效电路如图3.5.12所示。所示。一、输入特性一、输入特性3.5.3 TTL反相器的静态输入特性和输出特性反相器的静态输入特性和输出特性第第3章章 门电路门电路a.输入为低电平输入为低电平时，即时，即vI0.2V，若，若VCC5V，则，则TTL反相器的输入电流为反相器的输入电流为mA11042 . 07 . 05311RvvVIIBECCIL当当vI0时时mA075. 110407 . 05311RvvVIIBECCI

2、S此电流此电流IIS称为称为输入短路电流输入短路电流，在，在TTL门电路手册中给出，由于和输门电路手册中给出，由于和输入电流值相近，故分析和计算时代替入电流值相近，故分析和计算时代替IIL。第第3章章 门电路门电路b.输入为高电平时输入为高电平时，即，即vI3.4V，T1发射结截止，处于倒置状态，只有很发射结截止，处于倒置状态，只有很小的反向饱和电流小的反向饱和电流IIH，对于，对于74系列的系列的TTL门电路，门电路， IIH在在40A以下以下.图图3.5.13 TTL反相器的静态输入特性反相器的静态输入特性IISD1导通导通输入低电平输入低电平输入高电平输入高电平第第3章章 门电路门电路二

3、、输出特性二、输出特性 对于对于TTL反相器，输出电压与输出电流的关系，称为输出特性，其输出反相器，输出电压与输出电流的关系，称为输出特性，其输出端的等效电路如图端的等效电路如图3.5.12所示。分为高电平输出特性和低电平输出特性。所示。分为高电平输出特性和低电平输出特性。1.高电平输出特性高电平输出特性当输出为当输出为vOVOH时，时，T4、D2导通，导通， T5截止，等效电路如图截止，等效电路如图3.5.14所示。所示。图图3.5.14 输出高电平等效电路输出高电平等效电路第第3章章 门电路门电路其高电平输出特性曲线如图其高电平输出特性曲线如图3.5.15所示所示图图3.5.15输出高电平

4、特性曲线输出高电平特性曲线图图3.5.14 输出高电平等效电路输出高电平等效电路实际方向实际方向 在在 iL 5mA时，时，T4进入进入饱和状态饱和状态，输，输出电压出电压vo随负载电流变化几乎线性下降。由于功耗限制，手册上的随负载电流变化几乎线性下降。由于功耗限制，手册上的高电平输出电流要远小于高电平输出电流要远小于5mA，74系列最大为系列最大为 IOH（max）0.4mA第第3章章 门电路门电路2.低电平输出特性低电平输出特性当输出为当输出为vOVOL时，时，T4、D2截止，截止， T5导通，等效电路如图导通，等效电路如图3.5.16所示。所示。图图3.5.16输出高电平等效电路输出高电

5、平等效电路第第3章章 门电路门电路其低电平输出特性曲线如图其低电平输出特性曲线如图3.5.17所示所示关系。略有增加，基本呈线性随输出电流故很小，输出电压为饱和导通，其导通电阻由于LcesLoiRivOL5V,T图图3.5.16输出高电平等效电路输出高电平等效电路图图3.5.17 输出低电平特性曲线输出低电平特性曲线第第3章章 门电路门电路3.扇出系数（扇出系数（Fan-out）的计算）的计算 扇出系数就是扇出系数就是一个门电路驱动同类型门电路的个数一个门电路驱动同类型门电路的个数。也就是表示门电路。也就是表示门电路的带负载能力。的带负载能力。 对于图对于图3.5.18 所示电路，所示电路，G

6、1门为驱门为驱动门，动门， G2、 G3为负载门，为负载门，N为扇出为扇出系数。当输出为低电平时，设可带系数。当输出为低电平时，设可带N1个非门，则有个非门，则有图图3.5.18 扇出系数的计算扇出系数的计算IOLIIL(max)1OLILIINILOLIIN(max)1实际方向实际方向第第3章章 门电路门电路当输出为低电平时，设可带当输出为低电平时，设可带N2个非门，则有个非门，则有图图3.5.18 扇出系数的计算扇出系数的计算IOHIIH(max)2OHIHIINIHOHIIN(max)2则取则取Nmin N1， N2 由于门电路无论是输出高电平还是低由于门电路无论是输出高电平还是低电平时

7、，均有一定的输出电阻，故输出电电平时，均有一定的输出电阻，故输出电压都要随负载电流的改变而发生变化。压都要随负载电流的改变而发生变化。这这种变化越小，说明门电路带负载的能力越种变化越小，说明门电路带负载的能力越强强。有时用输出电平的变化不超过某一规。有时用输出电平的变化不超过某一规定值时允许的最大负载电流来表示门电路定值时允许的最大负载电流来表示门电路的带负载能力。的带负载能力。第第3章章 门电路门电路当当G1输出为高电平时，有输出为高电平时，有图图3.5.18 扇出系数的计算扇出系数的计算(max)2OHIHIIN1010404.03(max)2IHOHIIN故取故取N10，即门，即门G1可

8、带同类门的个可带同类门的个数为数为10个个.第第3章章 门电路门电路四、四、 输入端的负载特性输入端的负载特性 在实际使用时，有时需要在输入端和地之间或输入端和信号源低电平之在实际使用时，有时需要在输入端和地之间或输入端和信号源低电平之间接入电阻间接入电阻RP。如图。如图3.5.21所示所示由图可知，由图可知，RP上的压降即为反相器的输入电上的压降即为反相器的输入电压压vI，即，即)(11BECCPPIvVRRRv 在在RPB,则输出则输出Y为为1， 否则输出否则输出Y为为0.解：解：1. 由题意列出真值表为由题意列出真值表为2. 由真值表写出输出端的逻辑式由真值表写出输出端的逻辑式BAY3. 画出逻辑电路图，如图画出逻辑电路图，如图3.2.5所示所示第第3章章 门电路门电路例例3.2.4 设设 x 和和y 是两个两位的二进制数，其中是两个两位的二进制数，其中xx1 x2，yy1 y2，试设计一，试设计一判别器，当判别器，当x y 时，输出为时，输出为1； 否则为否则为0，试用与非门实现这个逻辑要求。，试用与非门实现这个逻辑要求。解：根据题意列出真值表为解：根据题意列出真值表为由真值表写出输出函数式为由真值表写出输出函数式为)14,11,10, 9 , 8 , 2(),(2211imyxyxYi卡诺图为卡诺图为第第3章章 门电路门电路