数字逻辑第2章

1、第一节标准TTL与非门,TTL与非门电路组成,TTL与非门工作原理,TTL与非门工作速度,TTL与非门外特性及主要参数,TTL标准与非门的改进型,TTL集成电路产品,TTL与非门电路组成,TTL与非门的外特性及主要参数,TTL与非门输入电压UI与输出电压UO之间的关系曲线，即UO=f（UI）。,输入电流与输入电压之间的关系曲线，即II=f（UI）。,1.输入短路电流IIS（输入低电平电流IIL）,当UIL=0V时由输入端流出的电流。,2.输入漏电流IIH（输入高电平电流）,指一个输入端接高电平，其余输入端接低电平，流入该输入端的电流，约10A左右。,TTL与非门的外特性及主要参数,假定输入电流

2、II流入T1发射极时方向为正，反之为负。,前级驱动门导通时，IIS将灌入前级门，称为灌电流负载。,前级驱动门截止时，IIH从前级门流出，称为拉电流负载。,TTL与非门的外特性及主要参数,UI在一定范围内会随着Ri的增加而升高，形成Ui=f（Ri）变化曲线，称为输入负载特性。,若要使与非门稳定在截止状态，输出高电平，应选择RiROFF。,若要保证与非门可靠导通，输出低电平，应选择RiRON。,TTL与非门的外特性及主要参数,功耗有静态功耗和动态功耗之分。动态功耗指的是电路发生转换时的功耗。静态功耗指的是电路没有发生转换时的功耗。静态功耗有空载导通功耗PON和空载截止功耗POFF两个参数。1.空载

3、导通功耗PON指的是输出端开路、输入端全部悬空、与非门导通时的功耗。标准TTL芯片PON50mW。2.空载截止功耗POFF指的是输出端开路、输入端接地、与非门截止时的功耗。标准TTL芯片POFF25mW。,1.扇入系数NI是指合格输入端的个数。,2.扇出系数NO表示门电路带负载能力的大小，NO表示可驱动同类门的个数。NO分为两种情况，一是灌电流负载NOL，二是拉电流负载NOH。NO=min（NOL，NOH）。,IOLmax为驱动门的最大允许灌电流，IIL是一个负载门灌入本级的电流。IOHmax为驱动门的最大允许拉电流，IIH是负载门高电平输入电流。,TTL与非门的外特性及主要参数,平均传输延迟

4、时间tpd：,TTL与非门的外特性及主要参数,平均传输延迟时间是表示门电路开关速度的参数，它是指门电路在输入脉冲波形的作用下，输出波形相对于输入波形延迟了多少时间。,导通延迟时间tPHL：输入波形上升沿的50%幅值处到输出波形下降沿50%幅值处所需要的时间。,截止延迟时间tPLH：从输入波形下降沿50%幅值处到输出波形上升沿50%幅值处所需要的时间。,通常tPLHtPHL，tpd越小，电路的开关速度越高。一般tpd=10ns40ns。,TTL集成电路产品,系列,名称,特点,54/74系列,TTL通用标准系列,TTL最早产品，中速器件，目前仍使用。,54H/74H系列,TTL快速系列,74系列改

5、进型，速度较74系列高，功耗大。,54S/74S系列,TTL肖特基系列,采用肖特基晶体管和有源泄放回路，速度高，品种较74LS系列少。,54LS/74LS系列,TTL低功耗肖特基系列,目前主要应用的产品，品种齐全，价格低廉。,54AS/74AS系列,TTL先进的肖特基系列,74S系列的改进产品，速度和功耗得到改进。,54ALS/74ALS系列,TTL先进的低功耗肖特基系列,74LS系列的改进产品，速度和功耗有较大改进，但品种少，价格略高。,54F/74F系列,TTL高速系列,与74ALS及74AS产品相当，属高速型产品，品种较少。,TTL标准与非门的改进型,肖特基74S系列与标准74系列相比有

6、两点改进。一是增加了有源泄放电路代替T2射极电阻R3。,二是将标准门电路中所有可能工作在饱和区的晶体管都用肖特基三极管代替。,由T6、R6和R3构成的有源泄放电路来代替原T2射极电阻R3。一是提高工作速度，二是提高抗干扰能力。,工作速度和抗干扰能力提高。一般74S系列电路的tpd小于10ns。,第二节其它类型TTL门电路,集电极开路门（OC门）三态输出逻辑门（TSL门）或非门、与或非门和异或门,集电极开路门（OC门）,1,0,两个TTL与非门输出端直接并联，设门1输出高电平、门2输出低电平，则产生一个大电流。,门1输出高电平，T4导通、T5截止。,门2输出低电平，T5导通。,1.抬高门2输出低

7、电平；2.会因功耗过大损坏门电路。注：普通TTL输出端不能直接并联使用。,UCC门1的R5、T4门2的T5产生一个大电流。,当输入端全为高电平时，T2、T5导通，输出F为低电平；,输入端有一个为低电平时，T2、T5截止，输出F高电平接近电源电压UC。,OC门实现与非逻辑功能。,集电极开路门（OC门）,输出低电平0.3V高电平为UC（530V）,逻辑符号：,集电极开路门（OC门）,相当于与逻辑,等效逻辑符号,三态输出逻辑门（TSL门）,1,0,输出F端处于高阻状态记为Z。,Z,TSL门输出具有高、低电平状态外，还有第三种输出状态高阻状态，又称禁止态或失效态。,非门是三态门的状态控制部分,六管TTL与非门,T6、T7、T9、T10均截止,增加部分,低电平使能,高电平使能,三态输出逻辑门（TSL门）,1.实现总线结构,任何时刻只能有