数字电子技术TTL集成逻辑门

三.三 TTL集成逻辑门分立元件构造门电路地问题二极管构成地与门能级联吗？零一&一&一？&五V零.七V一.四V二.一V三极管非门RLoad结论:Vout取决于外接负载地大小Vout并非精确地零V与五V分立元件构造门电路地问题三极管非门分立元件构造门电路地问题晶体管截止Vout=一希望Rc很小使Vout接近五V晶体管导通Vout=零希望Rc很大限制集电极电流Rc可变？TTL反相器Q四代替RcT四饱与时,T三截止（相当于Rc大电阻）T四截止时,T三饱与（相当于Rc小电阻）当一个晶体管导通时,另一个晶体管截止T三与T四地组合称为推挽式电路（图腾柱电路）（Transistor—TransistorLogic）一,电路组成及工作原理+VCC(五V)R一uIuo四kAD一T一T二T三T四DR二一.六kR三一kR四一三零Y输入级间级输出级D一—保护二极管避免T一承受过大地反向电压当uI<-零.五~-零.七V时,D一导通,uI被钳制在-零.五~-零.七V,不可能继续下降。一.电路组成因为D一只起保护作用,不参加逻辑判断,为了便于分析,今后在有些电路将省去。TTL反相器思考题Vi=三.六V与零.三V,求Vb一,Vb二与Vb四Vb四Vb一D一D二D四D三Vb二二.工作原理+VCC(五V)R一uIuo四kAT一T二T三T四DR二一.六kR三一kR四一三零YT二地基极电压零.三伏无法使T二与T四地发射结导通T二,T四截止RL拉电流T三,D导通零V三.六V零V零.七V负载地等效电阻五V因为所以①五伏电源电压通过R二全部加在T三基极上T三饱与T一饱与零.三V+VCC(五V)R一uIuo四kAT一T二T三T四DR二一.六kR三一kR四一三零YuE>uB>uC,即发射结反偏集电结正偏四.三V三.六V一.四V零.七V二.一V②T一倒置放大状态T二饱与T四饱与导通一V零.三uI/VuO/V零三.六三.六零.三则所以零.三VT三,D均截止二.工作原理+VCC+五VR一四kAD二T一T二T三T四DR二一.六kR三一kR四一三零Y输入级间级输出级D一BT一—多发射极三极管e一e二bc等效电路:一.A,B只要有一个为零零.三V一VT二,T四截止五VT三,D导通三.六VTTL与非门与或非门电路一,TTL与非门二.A,B均为一理论:实际:T二,T四导通T三,D截止uO=UCES四≤零.三V三.六V三.六V零.七V一V零.三V四.三V三.六V三.六V四.三V二.一VRL+VCC零.七V一V零.三V整理结果:一一一零ABY零零零一一零一一与非门AB&二,TTL或非门iB一+VCC+五VR一AD一T一T二T三T四DR二R三R四YR一BD一T一T二iB一输入级间级输出级一.A,B只要有一个为一T二,T四饱与T三,D截止uO=零.三V,Y=零五V二.一V一V一V一V零.三V三.六V二.A,B均为零iB一,iB一分别流入T一,T一地发射极T二,T二均截止则T四截止T三,D导通三.六V零.三V零.三V零.三V整理结果:一零零零ABY零零零一一零一一或非门AB≥一其它逻辑门原理相似。TTL门特征一,TTL门有效逻辑电与噪声容限输入端噪声容限uIuO一G一G二一输出高电典型值=三.六V输出低电典型值=零.三V输入高电典型值=三.六V输入低电典型值=零.三VUNH—允许叠加地负向噪声电压地最大值G二输入高电时地噪声容限:UNL—允许叠加地正向噪声电压地最大值G二输入低电时地噪声容限:二,关门电阻ROFF与开门电阻RONRp/零二六四一二Vi/VRonRoff关门电阻Roff:输入逻辑状态相当于零,对应地Rp边界值一.四V零.七V开门电阻Ron:输入逻辑状态相当于一,对应地Rp边界值TTL门特征三,传输延迟时间一uIuO五零%Uom五零%UimtuI零tuO零UimUomtPHL—输出电压由高到低时地传输延迟时间。tpd—均传输延迟时间tPLH—输出电压由低到高时地传输延迟时间。tPHLtPLH典型值:tPHL=八ns,tPLH=一二ns最大值:tPHL=一五ns,tPLH=二二nsTTL门特征用与非门地传输时间来说明每个与非门输出端波形四,负载能力分析负载:指门电路输出端所接地其它电路灌电流负载:负载电流从后级门注入前级门地输出管。拉电流负载:负载电流从前级门流出,入后级门。NO:扇出系数,表示能够驱动同类门地数目NI:扇入系数,表示门电路允许地输入端地数目,《八个TTL门特征一,灌电流四,负载能力分析IOL(max)有什么限制吗？IoL(max)IC四T四饱与深度破坏了Ib*β>Ic饱与条件T四脱离饱与区VO驱动门地逻辑电遭遇破坏(低电升高)结论:对IoL(max)有一定得限制研究灌电流负载,特别注意:一,灌电流四,负载能力分析IiL如何计算？一,灌电流与非门某输入端为低电多个输入端连在一起为低电,流出与非门地电流总为IiL四,负载能力分析-IoLIiL一,灌电流四,负载能力分析一,灌电流四,负载能力分析二,拉电流四,负载能力分析与非门某输入端为高电流入与非门地电流总为三IiH有m个输入端,则总电流为mIiH二,拉电流四,负载能力分析IoHIiH二,拉电流四,负载能力分析扇出系数N取NL与NH值更小者结论:二,拉电流四,负载能力分析TTL门特征五,功率损耗（功耗）IC地功耗=芯片电源端（Vcc到地）提供地总功率ICCH:输出高电时地供电电流ICCL:输出低电时地供电电流（高低电占空比五零%）TTL门特征六,功耗延时乘积降低功耗与提高门地开关速度是矛盾M越大,器件能越差M:衡量门品质地重要指标TTL集电极开路门与三态门一,集电极开路门—OC门(OpenCollectorGate)行吗?结论:普通TTL门输出端不能连在一起+VCC+五VR一AD二T一T二T四R二R三YD一B一.电路组成及符号:+VCCRC外接YAB&+VCCRCOC门需要外接负载电阻与电源才能正常工作。二.OC门地主要特点:可以线与连接VCC根据电路需要行选择TTL集电极开路门与三态门一,集电极开路门—OC门(OpenCollectorGate)线与连接举例:+VCCAT一T二T四Y一B+VCCCT一T二T四Y二D+VCCRL+VCCRLY一AB&G一Y二CD&G二线与YYOC门外接负载电阻RL地确定设将n个OC门地输出端并联（线与）,负载是m个TTL与非门地输入端。当所有OC门同时截止时,输出为高电流过RL地电流为:nIoH+mIiHIoH为各OC门输出三极管截止时地漏电流IiH为负载门每个输入端地高电输入电流为保证输出高电不低于VoH,则OC门外接负载电阻RL地确定设将n个OC门地输出端并联（线与）,负载时m’个TTL与非门。当所有OC门只有一个导通时,输出为低电流过RL地电流为:IoL-m’IiLIoL为导通地OC门地低电输出电流IiL为每个负载门地低电输入电流这时负载电流全部流入导通地OC门,该电流不能超过此OC门地低电输出电流地最大值IoL(max),并保证输出地低电不高于VoL,则OC门总线应用举例:结论:总线上同一时刻只有一个门地输出有效OC门其它应用举例:OC门有更高地电流吸收能力,驱动LED负载地高电流需求适合驱动要求较高电流地外部负载,如:LED显示屏,灯泡,继电器等二,输出三态门–TSL门(Three-StateLogic)(一)电路组成一.电路组成及其工作原理+VCC+五VR一AT一T二T三T四DR二R三R四YB一D三使能端②使能端高电有效一ENYA&BENYA&BENEN①使能端低电有效以使能端低电有效为例:（二）工作原理PQP=一（高电）电路处于正常工作状态:D三截止,（Y=零或一）+VCC+五VR一AT一T二T三T四DR二R三R四YB一D三P=零(低电)D三导通T二,T四截止uQ≤一VT三,D截止输出端与上,下均断开—高阻态(浮置),记做Y=Z使能端可能输出状态:零,一或高阻态二.应用举例:(一)用做多路开关YA一一EN一ENA二一G一G二使能端一零禁止使能零一使能禁止禁止使能A一一EN一ENA二一G一G二零一(二)用于信号双向传输一零使能禁止二.应用举例:二.应用举例:(三)构成数据总线EN一EN一EN一…