第2章逻辑门电路TTL-03
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1、数字逻辑与数字系统第数字逻辑与数字系统第3次课次课主要内容：主要内容：第第2章章 逻辑门电路逻辑门电路2.2 TTL 集成逻辑门电路集成逻辑门电路2.3 其它类型的其它类型的TTL 门电路门电路2.5数字集成电路使用中应注意的问题数字集成电路使用中应注意的问题课时：课时：2目的与要求目的与要求n掌握掌握TTL与非门的工作原理、电气特性。与非门的工作原理、电气特性。n了解集电极开路门和三态门的功能。了解集电极开路门和三态门的功能。n了解集成电路中使用中的问题了解集成电路中使用中的问题 重点与难点重点与难点重点：重点： 1. TTL与非门的工作原理与非门的工作原理 2. TTL与非门的外特性与非门
2、的外特性难点：难点：TTL与非门的外特性与非门的外特性 门电路分类门电路分类nTTLnCMOS 集成逻辑门：集成逻辑门：把门电路的所有元器件及连接导线制把门电路的所有元器件及连接导线制作在同一块半导体基片上。使用时接电源、输入和输作在同一块半导体基片上。使用时接电源、输入和输出。它具有体积小、可靠性高、速度快、价格便宜的出。它具有体积小、可靠性高、速度快、价格便宜的特点。特点。 TTL门电路：门电路：输入端和输出端都采用了半导体晶体输入端和输出端都采用了半导体晶体管，称之为管，称之为: Transistor Transistor Logic。2.2 TTL2.2 TTL集成逻辑门电路集成逻辑门
3、电路+5VABCR1T1R2T2R3FR4R5T3T4T5输入级输入级输出级输出级中间级中间级0.3V3.6V一、一、TTL与非门电路结构与非门电路结构T1 与与R1组成输入级：组成输入级：T T1 1 多发射极晶体管：多发射极晶体管： 实现实现“与与”运算。运算。等效电路等效电路 b1=A B C c1+5VR1T1b1ABCc1AB+5Vb1R1C一、一、TTL与非门电路结构与非门电路结构+5VR1c1T1b1ABCR2T2R3FR4R5T3T4T5“与与”复合管形式复合管形式 TTL与非门与非门输出级输出级0.3V3.6V一、一、TTL与非门电路结构与非门电路结构1 1、任一输入为低电平
4、（、任一输入为低电平（0.3V0.3V）时）时+5VFR4R2R1R5R3T3b1ABC“0” 截止截止c1T1T5T2T41V0.3V二、二、TTL与非门工作原理与非门工作原理UF=5 -UBE3-UBE4 -UR2 3.4V 高电平！高电平！+5V“0”FR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC1VUFRLT2 、T5截止截止逻辑关系逻辑关系:任任0则则1二、二、TTL与非门工作原理与非门工作原理2. 输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时4.3V3.6V“1”(3.6V)T5T4发射结反偏发射结反偏R2+5VFR4R1T2R5R3T3T1b1c1ABC电位箝电位箝在在2.
5、1V0.7V1.4V二、二、TTL与非门工作原理与非门工作原理 全导通全导通(T2、 T5饱和饱和)T5T4R2截止截止T1:倒置状态倒置状态C、E作用颠倒作用颠倒+5VFR4R1T2R5R3T3T1b1c1ABC 1V0.7V1.4V“1”(3.6V)发射结发射结全反偏全反偏电位箝电位箝在在2.1V二、二、TTL与非门工作原理与非门工作原理UF=0.3V饱和饱和T1T2T5T4：截止：截止逻辑关系：逻辑关系：全全1则则0+5VFR2R13kR3b1c1ABC“1”(3.6V)电位箝电位箝在在2.1V发射结全反偏发射结全反偏二、二、TTL与非门工作原理与非门工作原理ABCF &ABCF
6、 输入任输入任0：T2、T5 截止截止,T3、T4 导通；导通； U0= U0H 。 输入全输入全1： T4 截止截止,T2、T5饱和导通饱和导通; U0= U0L 。逻辑关系：逻辑关系：任任0则则1全全1则则0与非门与非门二、二、TTL与非门工作原理与非门工作原理三、三、TTLTTL与非门外特性与非门外特性n电压传输特性：电压传输特性： UO UIn输入负载特性：输入负载特性： (u(ui i R R ) )n带负载能力带负载能力测试电路测试电路&+5VUIUO R1、电压传输特性：、电压传输特性： UO UIu0(V)ui(V)123UOH(3.6V)UOL(0.3V)传输特性曲线
7、传输特性曲线u0(V)ui(V)123UOH“1”UOL(0.3V)阈值阈值UT=1.4V理想的传输特性理想的传输特性输出高电平输出高电平输出低电平输出低电平1、电压传输特性：、电压传输特性： UO UI截止区截止区(T5 ：关门：关门)转折区转折区(过渡区过渡区)饱和区饱和区(T5开门开门) 通用：通用：UOH 2.4V ， UOL 0.4V 典型值典型值 ： 输出高电平输出高电平 UOH=3.4V 输出低电平输出低电平 UO L =0.3V 阈值电压阈值电压 UT =1.4V1. 输出端典型参数输出端典型参数2. 输入端典型参数：输入端典型参数： 典型值典型值 ： 输入高电平输入高电平 U
8、IH=3.6V 输入低电平输入低电平 UIL =0.3V 通用：通用：UI UT ，UI=“1”，与非门开门与非门开门 UO L ； UIUT ，UI=“0”，与非门关门与非门关门 UOH 。 1、电压传输特性：、电压传输特性： UO UI2 2、输入负载特性、输入负载特性 (u(ui i R R ) ) uiVRC+5VR4R2R13k b1100 750 FT2R5R3T3T4T1T5c1AB360 3K 测试电路测试电路R较小时较小时R较小时，较小时，uiUT 相当于输入低电平相当于输入低电平，所以输出为高电平。所以输出为高电平。Rui+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5
