数字电子技术ttl与非门.pptxVIP

2.2 TTL逻辑门电路一、TTL与非门的基本结构及工作原理1．TTL与非门的基本结构2．TTL与非门的逻辑关系（1）输入全为高电平3.6V时。 T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），由于T3饱和导通，输出电压为：VO=VCES3≈0.3V这时T2也饱和导通，故有VC2=VE2+ VCE2=1V。使T4和二极管D都截止。实现了与非门的逻辑功能之一：输入全为高电平时，输出为低电平。（2）输入有低电平0.3V 时。该发射结导通，VB1=1V。所以T2、T3都截止。由于T2截止，流过RC2的电流较小，可以忽略，所以VB4≈VCC=5V ，使T4和D导通，则有： VO≈VCC-VBE4-VD=5-0.7-0.7=3.6（V）实现了与非门的逻辑功能的另一方面：输入有低电平时，输出为高电平。综合上述两种情况，该电路满足与非的逻辑功能，即：二、TTL与非门的开关速度1．TTL与非门提高工作速度的原理（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。（2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。 2．TTL与非门传输延迟时间tpd导通延迟时间tPHL——从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的中点所经历的时间。截止延迟时间tPLH——从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的中点所经历的时间。与非门的传输延迟时间tpd是tPHL和tPLH的平均值。即 一般TTL与非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒～十几个纳秒。三、TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力1．电压传输特性曲线：Vo=f（Vi）2．几个重要参数（1）输出高电平电压VOH——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的输出电压。VOH的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最小值VOH（min）=2.4V。（2）输出低电平电压VOL——在正逻辑体制中代表逻辑“0”的输出电压。VOL的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最大值VOL（max）=0.4V。（3）关门电平电压VOFF——是指输出电压下降到VOH（min）时对应的输入电压。即输入低电压的最大值。在产品手册中常称为输入低电平电压，用VIL（max）表示。产品规定VIL（max）=0.8V。（4）开门电平电压VON——是指输出电压下降到VOL（max）时对应的输入电压。即输入高电压的最小值。在产品手册中常称为输入高电平电压，用VIH（min）表示。产品规定VIH（min）=2V。（5）阈值电压Vth——电压传输特性的过渡区所对应的输入电压，即决定电路截止和导通的分界线，也是决定输出高、低电压的分界线。 近似地：Vth≈VOFF≈VON 即Vi＜Vth，与非门关门，输出高电平； Vi＞Vth，与非门开门，输出低电平。 Vth又常被形象化地称为门槛电压。Vth的值为1.3V～1.４V。3．抗干扰能力TTL门电路的输出高低电平不是一个值，而是一个范围。同样，它的输入高低电平也有一个范围，即它的输入信号允许一定的容差，称为噪声容限。低电平噪声容限 VNL＝VOFF-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V高电平噪声容限 VNH＝VOH（min）-VON＝2.4V-2.0V＝0.4V四、TTL与非门的带负载能力1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH（1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端接低电平时，从门电路输入端流出的电流。可以算出：产品规定IIL＜1.6mA。（2）输入高电平电流IIH——是指当门电路的输入端接高电平时，流入输入端的电流。有两种情况。①寄生三极管效应：如图（a）所示。这时IIH=βPIB1，βP为寄生三极管的电流放大系数。②倒置的放大状态：如图（b）所示。这时IIH=βiIB1，βi为倒置放大的电流放大系数。 由于βp和βi的值都远小于1，所以IIH的数值比较小，产品规定：IIH＜40uA。2．带负载能力 （1）灌电流负载当驱动门输出低电平时，电流从负载门灌入驱动门。 当负载门的个数增加，灌电流增大，会使T3脱离饱和，输出低电平升高。因此，把允许灌入输出端的电流定义为输出低电平电流IOL，产品规定IOL=16mA。由此可得出:NOL称为输出低电平时的扇出系数。 （2）拉电流负载。 当驱动门输出高电平时，电流从驱动门拉出,流至负载门的输入端。 拉电流增大时，RC4上的压降增大，会使输出高电平降低。因此，把允许拉出输出端的电流定义为输出高电平电流IOH。产品规定IOH=0.4mA。由此可得出： NOH称为输出高电平时的扇出系数。一般NOL≠NOH，常取两者中的较小值作为门电路的扇出系数，用NO表示。五、TTL与非门举例—一种典型的TTL与非门器件，内部含有4个2输入端与非门，共有14个引脚。引脚排列图如图所示。六、 TTL门电路的其他类型1．非门2．或非门