TTL集成逻辑门电路(精)课件.ppt

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1、TTL集成逻辑门电路,TTL与非门的电路结构与电压传输特性,TTL与非门的主要参数,OC门、TSL门的电路结构与应用,TTL与非门的典型电路结构,输入级,中间放大,输出级,由一个多发射极晶体管V1和电阻R1组成，相当于一个与门,由晶体管V2、电阻R2、R3组成，起倒相作用，在V2的集电极和发射极各提一个电压信号，两者相位相反，供给维拉式结构的输出级,由晶体管V3、V4、V5和电阻R4、R5组成推拉式结构的输出电路，其作用是实现反相，为降低输出电阻，提高负载能力,TTL反相器电压传输特性,电压传输特性描述了输出电压与输入电压的函数关系,UI：加在多射极晶体管T1发射极的输入电压UO：输出电压,电

2、压传输特性,即 UO=f(UI),AB段（高电平段）,BC段（下降段）,CD段（转折段）,DE段（低电平段）,当uI 0.5V时，uo=3.6V。这是特性曲线的截止区,0.5VuI1.3V时，输出电压uo随uI的增大从高电平线性下降,1.4VuI1.3V时，输出电压uo急剧下降。,阈值电压,uI1.4V,输出电压uo=0.3V,为保证输出为标准高电平时，允许输入低电平的最大值称为关门电平，以UOFF表示。UOFF1V。只有当uIUOFF时与非门才关闭，输出高点平,为保证输出为标准低电平（0.3V），允许输入高电平的最小值称为开门电平，以UON表示。UON1.5V。只有当uIUON时与非门才开通

3、，输出低电平,集成与非门的主要参数,输出高电平UOH,阈值电压UT,输入低电平电流IIL,输入高电平电流IOH,输出低电平电流IIH,输出低电平UOL,输出高电平电流I,扇出系数N,平均传输延迟时间tpd,输出高电平UOH,UOH是指与非门输入端至少有一个为低电平时的输出电压值,规定UOH3.4V其最小值为2.4V，小于该值不再视为高电平，这一规定是在TTL电路中所加电源为+5V时确定的,输出低电平UOL,UOL是指与非门输入端全为高电平时的输出电压值，一般规定U0.4V。U0.4V,输出不再视为低电平,阈值电压UT,UT也称为门槛电压，它是在特性曲线上为输入信号规定的一个特殊的区分高电平和低

4、电平界限的电压值。UT1.4V,当uIUT时，输出为低电平，即uO为0,当uIUT时，输出为高电平，即uO为1,输入低电平电流IIL,输入为低电平时，流入输入端的电流。典型值为-1.4Ma,“-”号表示实际电流是流出输入端,输入高电平电流IIT,输入为高电平时，流入输入端的电流，一般为数十微安,输出低电平电流IIH,集成与非门的主要参数,输出为低电平时，由负载流入输出端的电流，称为灌电流，这时带的负载为灌电流负载,IOL(max)为IOL的极限值，一般为十几微安当IOLIOL(max)时uO0.4V,输出不再是低电平,输出高电平电流I,输出为高电平时，流出输出端的电流，称为拉电流，这时所带的负

5、载为拉电流负载,IOH(max)为IOH的极限值，一般为几毫安当IOHIOH(max)时，输出不再是高电平,扇出系数N,N是指与非门的负载能力，即与非门输出能够带动同类门的最大数目。由负载参量可知，集成与非门的负载能力是有一定限制的，一般N10,平均传输延迟时间tpd,在实际逻辑电路中，一级门的输出往往就是下级门的输入。由于晶体管的接通时间tpd和关闭时间toff均不为0，也就是说它们的导通、截止过程都需要一定的时间，所以当TTL反相器的输入信号发生变化时，它的输出不能立即变化，而存在一定的延迟时间,集成与非门的主要参数,输出波形下降沿的50%处（A点）与输入波形上沿的50%处（A点）的时间间

6、隔称为导通延迟时间tPHL,输出波形上升沿的50%处（B点）与输入波形下沿的50%处（B点）的时间间隔称为截止延迟时间tPLH,tPHL与tPLH的平均值称为平均传输延迟时间tpd（简称传输延迟），即它是衡量门电路开关速度的一个重要指标。典型TTL反相器的tpd约为310ns,OC门、TSL门电路结构与应用,OC门工作原理,当输入人A、B都为高电平时，T2和T5饱和导通，输出低电平,当输入A、B中有低电平时，T2和T5截止，输出高电平。因此，OC门具有与非功能,烟台汽车工程职业学院,应用举例,（1）带动负载电压高于5伏的负载,对于负载电压高于5V的负载，普通与非门无法直接驱动，OC门可以发挥其

7、作用驱动负载。,0,1,0,0,1,1,0,1,1,0,（2）实现线与,与非门是以非门做输出，通常2个与非门输出端不能直接并接.,反相器输出电阻很小，当两个与非门输出端直接相连时，若1个门输出高电平，而另1个门输出低电平，则会有大电流从1个门输出流向另1个门，既抬高了导通门的输出低电平电位，又会因为功耗过大而损坏门电路,原因:,OC门中集电极是开路的，需将集电极经外接负载电阻Rt接至外加电源后，电路才能实现与非逻辑功能。由于这一特点OC门可以实现与的功能。,三态输出门（TSL门）工作原理,控制端高电平有效,控制端低电平有效,三态输出门应用举例,（1）用三态输出门构成单向总线,三态输出门应用举例,（2）用三态输出门构成双向总线,各类TTL集成逻辑门的及功耗比较,作业：P52 1.(1)(2)(3)2.(1)(2)5.(1),