高二物理竞赛课件TTL门电路的改进

TTL门电路的改进

TTL门电路的改进1.74S系列

74S系列又称肖特基系列。①采用了肖特基抗饱和三极管。肖特基抗饱和三极管由普通的双极型三极管和肖特基势垒二极管SBD(SchottkyBarrierDiode)组合而成，如图3-11所示。图(a)中SBD的正向压降约为，而且开关速度比一般PN结二极管高许多。在晶体管的bc结上并联一个SBD便构成抗饱和晶体管，或称肖特基晶体管，符号如图3-11(b)所示。由于SBD的引入，晶体管不会进入深饱和，其Ube限制在左右，从而缩短存储时间，提高了开关速度。图3-10电路中除V4管以外，所有晶体管都采用了肖特基晶体管。

设输入电流II由信号源流入V1发射极时方向为正，反之为负。从图3-4看出，当UI＜UT时II为负，即II流入信号源，对信号源形成灌电流负载。当UI＞UT时II为正，II流入TTL门，对信号源形成拉电流负载。①输入短路电流IIS

。当UI=0时的输入电流称为输入短路电流，典型值约为mA。②输入漏电流IIH。当UI＞UT时的输入电流称为输入漏电流，即V1倒置工作时的反向漏电流，其电流值很小，约为10μA。应注意，当UI＞7V以后V1的ce结将发生击穿，使II猛增。此外当UI≤-1V时，V1的be结也可能烧毁。这两种情况下都会使与非门损坏，因此在使用时，尤其是混合使用电源电压不同的集成电路时，应采取相应的措施，使输入电位钳制在安全工作区内。3.输入负载特性图3-5TTL与非门输入负载图3-6TTL与非门输

由图可见，当RI较小时，UI随RI增加而升高，此时V5截止，忽略V2基极电流的影响，可近似认为

当RI很小时UI很小，相当于输入低电平，输出高电平。为了保持电路稳定地输出高电平，必须使UI≤UOFF，即故

若UOFF，R1=3kΩ，可求得RI，这个电阻值称为关门电阻ROFF。可见，要使与非门稳定地工作在截止状态，必须选取RI＜ROFF。当RI较大时，UI进一步增加，但它不能一直随RI增加而升高。因为当UI=1.4V时，Ub1，此时V5已经导通，由于受V1集电结和V2、V5发射结的钳位作用，Ub1将保持在，致使UI也不能超过，见图3-6。为了保证与非门稳定地输出低电平，应该有UI≥UON。此时求得的输入电阻称为开门电阻，用RON表示。对于典型TTL与非门，RON=2kΩ，即RI≥RON时才能保证与非门可靠导通。4.输出特性图3-7TTL与非门输出低电平的输出特性①与非门处于开态时，输出低电平，此时V5饱和，输出电流IL从负载流进V5，形成灌电流；当灌电流增加时，V5饱和程度减轻，因而UOL随IL增加略有增加。V5输出电阻约10~20Ω。若灌电流很大，使V5脱离饱和进入放大状态，UOL将很快增加，这是不允许的。通常为了保证UOL，应使IL≤25mA。②与非门处于关态时，输出高电平。此时V5截止，V3微饱和，V4导通，负载电流为拉电流，如图3-8(a)、(b)。从特性曲线可见，当拉电流IL＜5mA时，V3、V4处于射随器状态，因而输出高电平UOH变化不大。当IL＞5mA时，V3进入深饱和，由于IR5≈IL，UOH=UCC-Uces3-Ube4-ILR5，故UOH将随着