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第2章 集成逻辑门电路
2.1 TTL数字集成电路
2.1 TTL数字集成电路
2.2 MOS数字集成电路
2.2 MOS数字集成电路
2.3 TTL与CMOS两种集成逻辑门
2.3 TTL与CMOS两种集成逻辑门
电路之间的连接
电路之间的连接2.1 TTL数字集成门电路
2.2.1 基本的TTL与非门
2.2.1 基本的TTL与非门数字集成电路具有体积小、重量轻、工作可
靠、抗干扰能力强及带负载能力强等许多优
点。 按集成度(即每个芯片上所包含的元器件数)
集成度
的高低,将集成电路分为小规模集成电路(简
称SSI)、中规模集成电路(Medium Scale
Integration,简称MSI)、大规模集成电路
(Large Scale Integration,简称LSI)和超大
规模集成电路(Very Large Scale Integration,
简称VLSI)。根据制造工艺的不同,集成电路又分为双极型
制造工艺
和单极型集成门电路两类。 1.TTL与非门的电路组成及其工作原理
1.TTL与非门的电路组成及其工作原理
+V
CC
电路组成
电路组成
5V
R
4
输入级
R
R
2
1
130?
1.6k?
4k? VT
中间级
3
VT
2
F VD
4
VT
A
1
B
VT
4
C
R
3
1k?
输出级
VD VD VD
1 2 3 它由三部分组成:VT 及R 构成输入极;R 、
输入极
1 1 2
VT 、R 构成倒相级,它有两路输出,一路
倒相级
2 3
从VT 集电极输出,驱动VT ,另一路从发射
2 3
极输出,驱动VT ;而R 、VT 、VD 、VT 构
4 4 3 4 4
成输出级,VT 是VT 的有源负载。其中VD 、
输出级
3 4 1
VD 、VD 、用来限制在输入端出现的负脉
2 3
冲干扰,又可以防止输入电压为负时VT 发
1
射极电流过大,以保护VT ,正常工作时,
1
它们处于截止状态。管子工作状态
管子工作状态
输 入 VT VT VT VT 输 出
1 2 3 4
至少有一个为低 深饱 高电
截止 导通 截止
电平 和 平
低电
输入全为高电平 倒置 饱和 截止 饱和
平 2.TTL与非门特点
2.TTL与非门特点 VT 采用VT 构成有源负载,提高了带负载能
4 3
力。在VT 输出偶相信号驱动下,使VT 、VT
2 3 4
交替工作在导通和截止状态,这种结构叫有
有
源推拉结构。VT 导通时,是射随器结构,
源推拉结构
3
VT 饱和时,输出阻抗也很低,所以带负载能
4
力强。这种有源负载结构和多射极晶体管也
提高了TTL门的开关速度。2.1.2 TTL与非门电路特性及性能参数
2.1.2 TTL与非门电路特性及性能参数1电压传输特性
1电压传输特性
(1)传输特性分析
(1)传输特性分析
电压传输特性
u /V
O
是指输出电压
4
u 随输入电压
O
B
A
3
u 变化的关系。
I
C
2
1
D E
u /V
I
O 1
2 3 4当 输 入 电 平 u ≤ 0.6V 时 ,VT 深 饱 和 ,
当 输 入 电 平 u ≤ 0.6V 时
I 1
I
u u +u ≤0.7V,VT 、VT 均截止,输出高
B2 I CE1 2 4
电平。u U V -u -u -u 3.6V,此时
D4
O OH CC R2 BE3
TTL与非门处于关闭状态, 如图中AB段所示。
关闭状态
当0.6Vu 1.4V时,随着 u 的增加,VT 开
当0.6Vu 1.4V时
I I 2
I
始导通,而VT 仍截止。i 在R 上的压降随之
4 C2 2
增加,u 线性下降.输出电压由射随器VT 和
C2 3
VD 输出,u 线性下降。这段叫线性下降区。
4 O
如图中BC段所示。 当u 增大到1.4V时,u =2.1V,VT 开始导通,
当u 增大到1.4V时
I B1 4
I
随着u 增加,输出u 急剧下降,变为低电平,
I O
这段叫转折区。如图中的CD段所示。这一段
中间所对应的输入电压叫门限电压。用U 表
TH
示。
当u 再增高,使VT 饱和,输出保持为低电平,
当u 再增高
I 4
I
u U 0.3V。这时门电路处于开启状态,如
开启状态
O OL
图中DE段所示。 (2)几个重要参数
(2)几个重要参数
1 输入的最高低电平U 关门电平U
Lmax OFF
将门电路在允许的输出最低高电压时对应的
输入电压称为输入的最高低电平,也叫关门
电平。
2 输入的最低高电平U (开门电平U )
IHmin ON
将门电路在允许的输出最高低电压时对应的
输入电压称为输入的最低高电平,也叫开门
电平。3 输出高电平U
OH
指门电路的传输特性曲
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