数电-第2章门电路2.3ttl

一、电路组成及工作原理+VCC(5V)R1vIvo4kAD1T1T2T3T4DR21.6kR31kR4130Y输入级中间级输出级D1—

保护作用防止输入电压过低。1.电路组成因为D1只起保护作用，不参加逻辑判断，为了便于分析，今后在有些电路中将省去。2.3TTL集成门电路2.3.1TTL反相器2.工作原理+VCC(5V)R1vIvo4kAT1T2T3T4DR21.6kR31kR4130YT2、T4截止RL拉电流T3、D

导通3.6V0.3V1V5V+VCC(5V)R1vIvo4kAT1T2T3T4DR21.6kR31kR4130Y则T1的集电结和T2、T4的发射结(3个PN结)导通4.3V3.6V1.4V0.7V2.1VT1倒置放大状态T2饱和，T3、D均截止

T4

饱和二、电压传输特性1+VCC+5VvI+-vO+-AB0vO/VvI/V12341234AB段：vI<0.5V

，vB1<1.3V

，T2、T4截止，T3、D导通。截止区3.6VBC段：T2开始导通(放大区)，T4仍截止。C线性区D转折区E饱和区0.3VCD段：反相器的阈值电压(或门槛电压)DE段：vI>1.4V

，T2、T4饱和导通，T3、D截止。vO=VOL≤0.3V阈值电压vIvO1G1G21输出高电平典型值=3.6V输出低电平典型值=0.3V输入高电平典型值=3.6V输入低电平典型值=0.3VVNH

—允许叠加的负向噪声电压的最大值G2输入高电平时的噪声容限：VNL

—允许叠加的正向噪声电压的最大值G2输入低电平时的噪声容限：三、噪声容限输入短路电流IIS四、输入特性1.输入伏安特性1iI+VCC+5VvI+-voT1iIvI+-be2be4+VCC+5VR14kIV/vImA/i012-1ISIILIVILVIHIHI低电平输入电流IIL

高电平输入电流或输入漏电流IIH即：当Ri

为2.5k以上电阻时，输入端相当于高电平2.

输入端负载特性1+VCC+5VvI+-voRiT1iB1vI+-be2be4+VCC+5VR14kRiRi/026412vI/VT2、T4饱和导通Ri=Ron

—

开门电阻（2.5kΩ）RonT2、T4截止Ri=

Roff

—

关门电阻（<0.7k）即：当

Ri

为0.7k

以下电阻时,输入端相当于低电平。Roff0.7V1.4V五、输出特性vO1+VCC+5VvI+-+-iLvO/ViL/mA0102030-10-20-30123在输出为低电平条件下，带灌电流负载能力IOL可达16mA0.3V受功耗限制，带拉电流负载能力IOH可一般为-400A3.6V

注意：输出短路电流ILS可达-33mA，将造成器件过热烧毁，故门电路输出端不能接地！！！六、传输延迟时间1vIvO50%Vom50%VimtvI0tvO0VimVomtPHL

—

输出电压由高到低时的传输延迟时间。tpd—

平均传输延迟时间tPLH

—

输出电压由低到高时的传输延迟时间。tPHLtPLH典型值：tPHL=8ns,tPLH=12ns最大值：tPHL=15ns,tPLH=22nsT1—

多发射极三极管e1e2bc等效电路：2.3.2TTL与非门和其他逻辑门电路一、TTL与非门+VCC+5V4kAD2T1T2T3T4D1.6k1k130Y输入级中间级输出级D1BR1R2R3R4+VCC+5VR1AD1T1T2T3T4DR2R3R4YR1BD1T1T2输入级中间级输出级二、TTL或非门一、集电极开路的与非门（OC门）1.问题的提出标准TTL与非门进行与运算:&ABEF&CD&G1&ABEF&CDG能否“线与”？（OpenCollector)2.3.3TTL集电极开路门和三态门+5VR4R2T3T4T5R3TTL与非门的输出电阻很低。这时，直接线与会使电流i

剧烈增加。i功耗T4热击穿VOL与非门2：不允许直接“线与”与非门1截止与非门2导通VOHVOL与非门1：i+5VR4R2T3T4T5R3问题：TTL与非门能否直接线与？2.

OC门+VCC+5VR1AD2T1T2T4R2R3YD1B（1）电路组成及符号+VCCRC外接+VCCRCOC门必须外接负载电阻和电源才能正常工作。YAB&可以线与连接VCC根据电路需要进行选择

（2）OC门的主要特点线与连接举例：+VCCAT1T2T4Y1B+VCCCT1T2T4Y2D+VCCRC+VCCRCY1AB&G1Y2CD&G2线与YY外接电阻RC

的估算：n—OC与非门的个数m—

负载与非门的个数IIH+VCCRC&1&2Y&12&n…&m&…1k…IOHIOH：OC门截止时的漏电流。11.RC最大值的估算iOiI≥VOHminRC≤k—

每个与非门输入端的个数IIH：与非门高电平输入电流(流入接在线上的每个门的输入端)外接电阻RC

的估算：+VCCRC&1&2Y&12&n…&m&…1k…2.RC最小值的估算0最不利的情况：只有一个OC门导通，iR

和iI都流入该门。IOL：

OC门带灌电流负载的能力。iIIILIOL≤IOLiR≤≤RC≥IIL：与非门低电平输入电流(每个门只有一个，与输入端的个数无关)二、输出三态门–TSL门(Three-StateLogic)(1)使能端低电平有效1.电路组成+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3使能端(2)使能端高电平有效1ENYA&BENYA&BENEN以使能端低电平有效为例：2.三态门的工作原理PQP=1（高电平）电路处于正常工作状态：

D3

截止，（Y=0或1）+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3使能端P=0(低电平)D3

导通

T2

、T4截止vQ≤1VT3、D截止输出端与上、下均断开+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3可能输出状态：0、1或高阻态QP—

高阻态记做

Y=Z使能端3.应用举例：(1)用做多路开关YA11EN1ENA21G1G2使能端10禁止使能01使能禁止(2)用于信号双向传输A11EN1ENA21G1G201禁止使能10使能禁止(3)构成数据总线EN1EN1EN1…G1G2GnA1A2An数据总线011…101…110…注意：任何时刻，只允许一个三态门使能，其余为高阻态。TTL系列集成电路①74：标准系列，前面介绍的TTL门电路都属于74系列，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝10ns，平均功耗P＝10mW。②74H：高速系列，是在74系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝6ns，平均功耗P＝22mW。③74S：肖特基系列，是在74H系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝3ns，平均功耗P＝19mW。④74LS：低功耗肖特基系列，是在74S系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝9ns，平均功耗P＝2mW。74LS系列产品具有最佳的综合性能，是TTL集成电路的主流，是应用最广的系列。名称国际常用系列型号国产部标型号说明四2输入与非门74LS00T1000四2输入或门四2异或门四2输入或非门四2输入与门双4输入与非门双4输入与门六反相器8输入与非门74LS3274LS0274LS0874LS8674LS2174LS2074LS3074LS04T186T1008T1086T1021T1002