第3章3-其它类型TTL门电路教学材料

3三态输出门电路（TSL门）

1TTL与非门2集电极开路门（OC门）

3.5其它类型TTL门电路2/1/202511TTL与非门

1．TTL与非门的电路结构及工作原理图2.4.21多发射极三极管2/1/20252图2-17三输入TTL与非门电路(a)电路(b)逻辑符号全1输出0有0输出10.9V2.1V2/1/20253复习反相器的输入伏安特性(1)输入电流IIL当uI=0.2V时，输入电流IIL=－(VCC－UBE1－uI)/R1≈－1.1mA(2)高电平输入电流IIH当输入为高电平时，VT1的发射结反偏，集电结正偏，处于倒置工作状态，倒置工作的三极管电流放大系数β反很小(约在0.01以下)，所以IIH=β反

iB2

IIH很小，约为40μA左右。2/1/20255TTL或非门电路AB同为低电平时，T2T2`同时截止，输出高电平输入、输出特性与反相器相同2/1/20256TTL与或非门2/1/20257TTL异或门2/1/202582集电极开路门（OC门）为何要采用集电极开路门呢？

推拉式输出电路结构存在局限性。首先，输出端不能并联使用。若两个门的输出一高一低，当两个门的输出端并联以后，必然有很大的电流同时流过这两个门的输出级，而且电流的数值远远超过正常的工作电流，可能使门电路损坏。而且，输出端也呈现不高不低的电平，不能实现应有的逻辑功能。

2/1/20259图2-18推拉式输出级并联的情况01很大的电流不高不低的电平：1/0?2/1/202510其次，在采用推拉式输出级的门电路中，电源一经确定（通常规定为5V），输出的高电平也就固定了（不可能高于电源电压5V），因而无法满足对不同输出高电平的需要。集电极开路门（简称OC门）就是为克服以上局限性而设计的一种TTL门电路。

2/1/202511(1)电路结构：输出级是集电极开路的。1．集电极开路门的电路结构(2)逻辑符号：用“

”表示集电极开路。图2-19集电极开路的TTL与非门（a）电路（b）逻辑符号集电极开路2/1/202512(3)工作原理：当VT3饱和，输出低电平UOL＝0.3V；当VT3截止，由外接电源E通过外接上拉电阻提供高电平UOH＝E。

因此，OC门电路必须外接电源和负载电阻，才能提供高电平输出信号。2/1/202513(1)OC门的输出端并联，实现线与功能。RL为外接负载电阻。图2-20OC门的输出端并联实现线与功能

Y1Y2Y000010100111Y1=ABY2=CD2.OC门的应用举例2/1/202514图2-21用OC门实现电平转换的电路

（2）用OC门实现电平转换2/1/202515计算OC门负载电阻最大值的工作状态所有OC门同时截至输出为高电平m为输入端个数2/1/202516计算OC门负载电阻最小值的工作状态所有OC门只有一个导通，输出为低电平m′为门电路个数2/1/202517例3.5.5的电路2/1/202518TTL与非门电路2/1/2025193三态输出门电路（TS门）三态门电路的输出有三种可能出现的状态：高电平、低电平、高阻。何为高阻状态？

悬空、悬浮状态，又称为禁止状态。测电阻为∞，故称为高阻状态。测电压为0V，但不是接地。因为悬空，所以测其电流为0A。2/1/202520(1)电路结构：增加了控制输入端（Enable）。1．三态门的电路结构(2)工作原理：01截止Y＝ABEN=0时，电路为正常的与非工作状态，所以称控制端低电平有效。2/1/20252110导通1.0V1.0V截止截止悬空当EN=1时，门电路输出端处于悬空的高阻状态。2/1/202522控制端高电平有效的三态门(2)逻辑符号控制端低电平有效的三态门用“▽”表示输出为三态。高电平有效低电平有效2/1/2025232．三态门的主要应用－实现总线传输要求各门的控制端EN轮流为高电平，且在任何时刻只有一个门的控制端为高电平。图2-23用三态门实现总线传输

如有8个门，则8个EN端的波形应依次为高电平，如下页所示。2/1/2025242/1/202525用三态输出门实现数据的双向传输2/1/202526VCCT5T3T2Y图3-2-22

CT54H/74H系列与非门T1ABCT44其他系列TTL门电路１．74H系列

改进：(1)输出级采用达林顿结构，T3、T4复合管取代了原来的T3、。提高了带拉电流负载的能力，加快了对电容负载的充电速度。(2)所有电阻值几乎减小了一半，大大提高了三极管的开关速度。由于电阻值的减小，加大了电路的静态功耗。该系列与非门电路的电源平均电流约为74系列的两倍。2/1/202527２．74S系列VCCT5T3T2Y图3-2-23

CT54S/74S系列与非门T1ABCT4R1R2R4R3R6R5T674S系列采用了抗饱和电路，从而提高了工作速度。特点：(1)T1、T2、T3、T5、T6均采用抗饱和三极管。抗饱和三极管是由双极型三极管和肖特基势垒二极管组成的。通常用功耗和传输延迟时间的乘积（简称pd积）来评价门电路的性能优劣。74H与74的pd积相差不大。2/1/202528肖特基势垒二极管（SBD）具有正向压降小（0.1～0.3V）和没有电荷存储作用，开关速度快的特点。将SBD并接在三极管的B和C电极之间，可避免三极管进入深饱和状态，大大提高了工作速度。特点：(2)以T6、R3、R6有源网络代替了电阻R3。一方面为T5的基极提供了有源泄放回路；另一方面，使得电路具有较好的电压传输特性，提高了低电平输入时的抗干扰特性。2/1/20252974S系列由于减小了电阻值及采用了抗饱和三极管，静态功耗有所增加；但pd积较74和74H有所改善。VCCT5T3T2Y图3-2-26

CT54LS/74LS系列与非门ABT4R1R2R4R3R6R5T6R7D1D2D3D4●●●３．74LS系列

特点：(1)电阻值增大，R5由接地改为接输出端，使得功耗大大降低。(2)将多发射极三极管改为SBD，此外还接入了D3、D4两个SBD。大大缩短了传输延迟时间。2/1/202530CT54/74CT54H/74HCT54S/74SCT54LS/74LS平均传输延迟/每门/ns10639.5平均功