其它类型TTL门电路.ppt

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1、2023/6/17,1,3 三态输出门电路（TSL门）,1 TTL与非门,2 集电极开路门（OC门）,3.5 其它类型TTL门电路,2023/6/17,2,1 TTL与非门,1TTL与非门的电路结构及工作原理,图2.4.21 多发射极三极管,2023/6/17,3,图2-17三输入TTL与非门电路(a)电路(b)逻辑符号,2.1V,2023/6/17,4,三输入TTL与非门电路特性,输出与反相器相同,输入 1、各输入端相同时，低电平与反相器相同 高电平为反相器3倍2、各输入端不同时，低电平与反相器相同 高电平比反相器略大（UB1 降低）,II L=(VCCUBE1 uI)/R1 1.1mA,2

2、023/6/17,5,复习反相器的输入伏安特性,(1)输入电流II L当uI=0.2V时，输入电流II L=(VCCUBE1 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反很小(约在0.01以下)，所以IIH=反 iB2 IIH很小，约为40A左右。,2023/6/17,6,TTL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,2023/6/17,7,TTL与或非门,2023/6/17,8,TTL异或门,2023/6/17,9,2 集电极开路门（OC门

3、）,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。,2023/6/17,10,图2-18推拉式输出级并联的情况,不高不低的电平：1/0?,2023/6/17,11,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

4、以上局限性而设计的一种TTL门电路。,2023/6/17,12,(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,2023/6/17,13,(3)工作原理：,当VT3饱和，输出低电平UOL0.3V；当VT3截止，由外接电源E通过外接上拉电阻提供高电平UOHE。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。,2023/6/17,14,(1)OC门的输出端并联，实现线与功能。RL为外接负载电阻。,图2-20 OC门的输出端并联实现线与功能,2.OC门的

5、应用举例,2023/6/17,15,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,2023/6/17,16,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,2023/6/17,17,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,2023/6/17,18,例 3.5.5 的电路,2023/6/17,19,TTL与非门电路,2023/6/17,20,3 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

6、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。,2023/6/17,21,(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：,2023/6/17,22,1,0,导通,1.0V,1.0V,截止,截止,悬空,2023/6/17,23,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。,2023/6/17,24,2三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

7、下页所示。,2023/6/17,25,2023/6/17,26,用三态输出门实现数据的双向传输,2023/6/17,27,VCC,T5,T3,T2,Y,图3-2-22 CT54H/74H系列与非门,T1,A,B,C,T4,4其他系列TTL门电路,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。,2023/6/17,28,74S系列,74S系列采用了抗饱和电路

8、，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。,2023/6/17,29,肖特基势垒二极管（SBD）具有正向压降小（0.10.3V）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

9、的抗干扰特性。,2023/6/17,30,74S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。,VCC,T5,T3,T2,Y,图3-2-26 CT54LS/74LS系列与非门,A,B,T4,R1,R2,R4,R3,R6,R5,T6,R7,D1,D2,D3,D4,74LS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。,2023/6/17,31,表3-2-3 TTL系列器件主要性能比较,74LS系列在功耗上有较大的减小，但平均延迟时间只比74系列略低。在四种系列的门电路中，74LS系列的pd积最小。,2023/6/17,32,作业题,3.13 3.18,