电子技术基础项目化教程课件 项目六 逻辑代数与逻辑门电路6.2.5 TTL集成门电路

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TTL集成门电路

1.分立元件门电路分立元器件门电路是由分立的半导体二极管、晶体管和MOS管以及电阻等元件组成的门电路。比如由两个二极管组成的与门、或门电路，由一个晶体管构成的非门电路，以及由它们构成的复合门，如与非门/或非门都属于分立元器件门电路。

下页上页首页（1）二极管与门电路输入与输出量之间能满足与逻辑关系的电路，称为与门电路。图6-17表示由二极管组成的与门电路，图6-18为它的逻辑符号。图中A、B为输入端,Y为输出端。图6-17二极管门电路

图6-18与运算逻辑符号下页上页首页用电子电路来实现逻辑运算时，当A=0V，B=0V时，VD1、VD2都截止，输出的Y=0.1V；当A=0V，B=5V时，由于钳位作用，VD1优先导通，VD2反向截止，输出的Y=0.1V；当A=5V，B=0V时，由于钳位作用，VD2优先导通，VD1反向截止，输出的Y=0.1V；当A=5V，B=5V时，VD1、VD2都导通，输出的Y=3.6V。下页上页首页如果高电平用逻辑“1”表示，低电平用逻辑“0”表示，利用表格描述电路输出和输入之间的逻辑关系，那么得到表6-10所对应的真值表。

表6-10与运算真值表由表6-10可以看出，当输入A、B中有低电平“0”时，输出Y为低电平“0”，只有当输入A、B都为高电平“1”时，输出Y才为高电平“1”。因此，图6-17电路实现了与运算，其输入输出之间的逻辑关系为：Y=A·B

下页上页首页（2）二极管或门电路输入与输出量之间能满足或逻辑关系的电路，称为或门电路。

图6-19表示由二极管组成的或门电路，图6-20为它的逻辑符号。图中A、B为输入端,Y为输出端。图6-19二极管或门电路图6-20或运算逻辑符号用电子电路来实现逻辑运算时，当A=0V，B=0V时，VD1、VD2都截止，输出的Y=0.1V；当A=0V，B=5V时，由于钳位作用，D2优先导通，D1反向截止，输出的Y=3.6V；当A=5V，B=0V时，由于钳位作用，D1优先导通，D2反向截止，输出的Y=3.6V；当A=5V，B=5V时，D1、D2都导通，输出的Y=3.6V。因而可以得到二极管或门电路的真值表，如表6-11所示。

表6-11下页上页首页由表6-11可以看出，当输入A、B中全为低电平“0”时，输出Y为低电平“0”，只有当输入A、B为高电平“1”或全为高电平“1”时，输出Y才为高电平“1”。因此，图6-19电路实现了与运算，其输入输出之间的逻辑关系为：Y=A+B。

（3）晶体管非门电路输入与输出量之间能满足非逻辑关系的电路，称为非门电路。

图6-21a表示由晶体管组成的非门电路，图6-21b为其逻辑符号。

图6-21晶体管非门电路及与非门运算逻辑符号下页上页首页通过合理设计该电路相关元件参数，使晶体管能可靠地工作在饱和区和截止区。在理想情况下，当A=5V时，晶体管饱和导通，输出Y≈0V；当A=0时，晶体管截止，输出电压Y≈5V。同样可以得到如表6-12所示的真值表。

表6-12下页上页首页由表6-12可以看出，当输入A为低电平“0”时，输出Y为高电平“1”，当输入A为高电平“1”时，输出Y才为低电平“0”。因此，图6-20电路实现了非运算，其输入输出之间的逻辑关系为：Y=下页上页首页

（4）复合门电路将前面介绍的与门、或门和非门三种基本的逻辑电路进行适当的连接，就可以实现其他门电路逻辑功能，相应的电路统称为复合门电路。

下页上页首页1）与非门将与门和非门串联便可以实现与非门电路，如图6-22所示，其逻辑符号如图6-23所示。A、B为输入变量，Y为输出变量，与门输出同时作为非门的输入变量。根据与门和非门的逻辑功能可得到与非门真值表，如表6-13所示。

图6-22与非门逻辑电路图图6-23与非门运算逻辑符号下页上页首页根据与门和非门的逻辑功能可得到与非门真值表，如表6-13所示。

表6-13与非门运算真值表下页上页首页2）或非门将或门和非门串联便可以实现或非门电路，如图6-24所示，其逻辑符号如图6-25所示。A、B为输入变量，Y为输出变量，或门输出同时作为非门的输入变量。

图6-24或非门逻辑电路图图6-25或非运算逻辑符号下页上页首页根据或门和非门的逻辑功能可得到与非门真值表，如表6-14所示。

表6-14或非运算真值表下页上页首页2.TTL集成门电路标准TTL与非门电路原理如图6-26所示，电路有三部分组成。

图6-26TTL与非门逻辑电路图输入级：由一个多发射极晶体管VT1和电阻R1构成，相当于一个与门。

下页上页首页中间级：由晶体管VT2和电阻R2、R3组成，起反相作用，在VT2的集电极和发射极各提供一个相位反相电压信号，驱动下一级电路。

输出级：它是由VT3、VT4、VT5和R4、R5组成的。VT3、VT4组成射极跟随器，同时与VT5组成推挽电路，提高了电路的带负载能力。下页上页首页工作原理：（1）当输入端ABC中有一个或数个低电平UIL=0.3V时，对应的发射结处于正偏导通状态，此时，VT1基极电位被固定在1V上，而VT1集电结和VT2发射结因正偏电压太小而工作在死区，VT2截止，VT5截止，VT3和VT4导通，输出为高电平。

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（2）当输入端ABC全部为高电平3.6V时，电源经过R1和VT1的集电结向VT2提供较大的基极电流，使VT3和VT5工作在饱和导通状态，输出为低电平。当电路输入全部为高电平时，输出为低电平，也称电路处于开启状态；输入中有一个或一个以上为低电平时，电路输出为高电平，也称电路处于关闭状态。根据以上分析，输出与输入之间的逻辑关系为：下页上页首页3.常用TTL门电路芯片

（1）TTL集成电路管脚识别方法在数字电路中，常用的TTL集成门电路多采用双列直插式进行封装。有些软封装类集成电路采用四列扁平式封装结构。下页上页首页如图6-27所示集成芯片管脚识别方法：将TTL集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，清点芯片管脚数，依次为1、2、3、4···········。

图6-27TTL集成芯片管脚识别方法下页上页首页

（2）TTL集成电路功能介绍1）集成与门74LS08实现与功能的集成门电路称为集成与门，例如74LS08是四2输入与门，其管脚排列及各管脚功能如图6-28所示。

图6-28集成74LS08管脚排列及各管脚功能

下页上页首页2）集成或门74LS32实现或功能的集成门电路称为集成或门，例如74LS32是四2输入与门，其管脚排列及各管脚功能如图6-29所示。

图6-29集成74LS32管脚排列及各管脚功能

下页上页首页3）集成非门74LS04实现非功能的集成门电路称为集成非门，例如74LS04是六非门（六反相器），其管脚排列及各管脚功能如图6-30所示。

图6-30集成74LS04管脚排列及各管脚功能下页上页首页4）集成与非门74LS00

实现与非功能的集成门电路称为集成与非门，例如74LS00是四2输入与门，其管脚排列及各管脚功能如图6-31所示。

图6-31集成74LS00管脚排列及各管脚功能下页上页首页

另外常用的集成与非门电路还有74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入的与非门），其管脚排列及各管脚功能分别如图6-32和图6-33所示。

图6-32集成74LS10管脚排列及各管脚功能下页上页首页图6-33集成74LS20管脚排列及各管脚功能下页上页首页5）集成或非门74LS02实现或非功能的