数字电子电路

1、CMOS与非门和或非门的连接规律；2、CMOS三态门、传输门及OD门的功能；3、三极管工作状态的判断。复习1一、电路结构D1—保护二极管防止输入电压过低。3.5.2TTL反相器的电路结构和工作原理二、工作原理1、vI=vIL=0.2V（A=0）(导通路线如红线示？)

T1发射结导通，VB1=0.9VT2、T5均截止T4导通（饱和导通）,D2导通。(导通路线?）

vO=VOH

VB1∴A＝0，Y＝12①T1集电结导通，VB1=2.1V，T1发射结反向截止？②T2、T5均饱和导通③T4、D2均截止？

2、vI=VIH=3.4V（A=1）时（导通路线如红线示？）∴

A＝1，Y＝0∵VC2＝VB4=VCES2+VE2=0.3+0.7=1V∴T4截止∴vO=VCES5=VOL二、工作原理3D1的作用：钳位二极管，抑制输入端可能出现的负极性干扰脉冲，防止输入为负时T1发射结电流过大，起保护作用。D2的作用：确保T2、T5饱和导通时，T4可靠截止。

从上面的原理可知：T4、T5总是一个导通而另一个截止，有效降低了输出级的静态功耗并提高了驱动负载的能力，故也称为推拉式电路或图腾柱输出电路。4三、电压传输特性曲线1、AB段：vI<0.7V,vB1<1.4V，T2、T5都截止,T4、D2导通，vo=VOH

(截止区，门的状态为截止)2、BC段：0.7<

vI<1.3V,1.4<vB1<2.1V，T1、T2导通，但T5仍截止，且T2非饱和导通，而是线性放大∴vI↑→vB1↑→vB2↑→vC2↓→vO↓T4、D2导通

vO=vC2–VBE4–VD2(线性区)vB1vC2vB25三、电压传输特性曲线3、CD段：vI≈1.4V，T2、T5同时导通，T4、D2截止，输出很快转为vO=VOL(此后T2、T5同时饱和导通)CD段中点对应的电压称为阈值电压，记为VTH，对TTL电路，一般认为VTH=1.4V。

转折区

4、DE段：vI继续增大，vO=VOL

一般不再变化，T2、T5饱和导通，此后均称为饱和区vB1vC2vB26当前一级门带动相同的后一级门时，四、输入端噪声容限对单级门本身而言，73.5.3TTL反相器的静态输入、输出及输入端负载特性一、输入特性二、输出特性三、输入端负载特性一、输入特性

输入特性：输入电流随输入电压变化的特性。

仅考虑输入信号是高电平和低电平，则输入端的等效电路如图：

8（1）当vI=VIL时：输入短路电流（2）当vI=VIH时：高电平输入电流或输入端漏电流IIH此时,三极管倒置放大(C、E交换)电流放大系数很小很小输入端等效电路9故输入特性曲线如图：ISIILIIHIVILVIHIV/VImA/i012-1VTH10二、输出特性1、高电平输出特性

vO＝VOH时，输出端等效电路为：（1）当IL值较小时，IB4更小，T4工作在射极跟随状态（即线性放大状态）VOH=VCC－IB4R2－1.4≈VCC－1.4（2）当∣IL∣增大后，R4上压降增大，使得VBC>0，T4饱和，此后，VOH=VCC－ILR4－VCES－0.7输出特性：输出电压随负载电流变化的特性。VOH(min)IOH(max)

注意：负载电流实际是流出门电路的，故将之称为拉电流（记为IOH），负载称为拉电流负载。112、低电平输出特性曲线

vO＝VOL时，输出端等效电路为：T5饱和导通，c－e间内阻很小(10Ω)∴IL增加，VOL仅有稍微升高，且呈线性关系故低电平输出特性曲线为：注意：负载电流是流入门电路，称之为灌电流（记为IOL），负载为灌电流负载。IOL(max)VOL(max)12IV/VImA/i012-1ISIIHIVTHVOH(min)IOH(max)VOL(max)IOL(max)ILIVIL带拉电流负载带灌电流负载设流进门的电流方向为参考方向13(2)vO=VOH时:扇出系数N：74系列反相器的输出能驱动同类反相器的个数。(1)vO=VOL时：即满足的条件为：

N1IIL≤IOL(max)即满足的条件为：

N2IIH≤IOH(max)扇出系数N：取N1和N2中小者

请看P120例3.5.2灌电流IOL=IIL1+IIL2+‥‥拉电流IOH=IIH1+IIH2+‥‥14IV/VImA/i012-1ISIIHIVTHVOL(max)IOL(max)ILIVIL带灌电流负载IOLIIL2IIL1IIL3IOL(max)≥N1IILIOL=IIL1+IIL2+‥‥15IOHIIH2IIH1IIH3IOH=IIH1+IIH2+‥‥IOH(max)≥N2IIHVOH(min)IOH(max)IV/VImA/i012-1ISIIHIVTHILIVIL带拉电流负载16三、输入端负载特性输入端负载特性：输入电压随输入端负载变化的特性。其等效电路为：（1）vI<1.4V时：（2）vI>1.4V时：VB1=2.1V，电位被钳位。∴vI=1.4V若RP<<R1，则vI与RP成正比关系。17故输入端负载特性曲线为：

ROFFVIL(max)什么叫门关闭(或截止)?什么叫门开启(或导通)?什么叫开门电阻?什么叫关门电阻?关门电阻ROFF:保证门关闭所允许的最大输入电阻值，ROFF=650~700Ω开门电阻RON:保证门开启所允许的最小输入电阻值,RON≈1KΩ门截止:输入电压小于VIL（max）

门导通:输入电压大于VTH

RONVTH18最后总结一下本节的相关参数：VIH(min):输入高电平最小值(开门电平VON)VIL(max):输入低电平最大值(关门电平VOFF)VOH(min):输出高电平最小值(标准高电平VSH)VOL(max):输出低电平最大值(标准低电平VSL)IIL：低电平输入电流IIS：输入短路电流(低电平输入电流最大值)IIH：高电平输入电流(输入漏电流)N：扇出系数,TTL门最多驱动同类门的个数R