第2章 逻辑门电路(97).pptVIP

* * * 所有的故事都是从这两种半导体的结合开始的 * * * * * * * * * * * * IB’-IBE * * ① 输入级：R1、T1、D1、D2 T1为多发射极晶体管 A B b c e b c A B e1 e2 R4 R1 D1 F Vcc(5V) 1.6kΩ R2 4kΩ 130Ω R3 1kΩ D2 A B T1 T2 T4 T5 输入极 中间极 输出极 D3 2.3.1 TTL与非门典型电路及其工作原理 (1) 电路组成 电路分三个部分: 输入级、中间级、输出级。 D1、D2 为钳位二极管，起保护T1管的作用。 ② 中间级: R2、T2、R3 分相、放大作用 ③ 输出级: R4、T4、T5、D3 输出级特点： 静态功耗低，开关速 度快，这种电路结构 称为推拉式电路。 R4 R1 D1 F Vcc(5V) 1.6kΩ R2 4kΩ 130Ω R3 1kΩ D2 A B T1 T2 T4 T5 输入极 中间极 输出极 D3 设输入信号高低电平分别为 ViH=3.4V; ViL=0.2V PN结正向导通电压为0.7V; 三极管电流放大倍数β=20。 (一) 输入中有低电平 T1管发射结导通,T1管饱和。 R4 R1 D1 F Vcc(5V) 1.6kΩ R2 4kΩ 130Ω R3 1kΩ D2 A B T1 T2 T4 T5 D3 0.2V 0.9V 1mA 0mA 0.3V 5V 3.6V 由于T2基极电压仅为0.3V,故T2、 T5均截止。 T4、D3导通,输出约为3.6V(5-0.7-0.7=3.6). 输出高电平1。 (2) 工作原理 (二) 输入均为高电平 T1管处于倒置工作状态 (be结反偏,bc结正偏.); R4 R1 D1 F Vcc(5V) 1.6kΩ R2 4kΩ 130Ω R3 1kΩ D2 A B T1 T2 T4 T5 D3 3.4V 2.1V 0.7mA 0.78mA 1.4V 1V 0.1V 3.4V (40μA) (40μA) 2.5mA 0.7mA 0.7V 2.6mA T2管处于饱和状态; T4管处于截止状态; T5管处于饱和状态; F输出为“0”。 综合上面两种情况,该电路实现与非功能。F=AB 电压传输特性是指输出电压VO随输入电压VI的变化规律。 VO=f(VI) 1. 特性曲线分析 V0(V) VI(V) 3 2 1 0 0.5 1 1.5 截止区,T5管截止. 线性区,T5管截止,T4管 处于放大区 (射极跟随输出). 转折区,T2、T5由放大 进入饱和,T4进入截止. 饱和区,T5管饱和. VOH VOL VTH 2. 主要参数 (1)输出高电平VOH, 低电平VOL。 2.3.2 TTL与非门的电压传输特性 (2) 阈值电压VTH:转折区中间点对应的输入电压,约为1.4V。 (3) 输入端噪声容限 VNH、VNL 1输出 0输出 1输入 0输入 VOHmin VIHmin VNH VILmax VOLmax VNL VO VI 1 1 VO VI 具有不同输入、输出结构的门电路 除与非门外,TTL电路产品中还有各种功能的门,如或非门、异或门等。 2.3.5 其他类型的TTL门电路 三态门(Three-State Logic),简称TSL门或三态门。三态门的输出有三个状态,即: 0,1和高阻,在使用中,由控制端(称使能控制端)来控制电路的输出状态。 2. 三态输出门(TSL门) 三态门的图形符号 R4 R1 F Vcc(5V) 1.6kΩ R2 4kΩ 130Ω R3 1kΩ D A B T1 T2 T4 T5 D3 1 1 P EN A B EN F EN 当EN=1时,P=1,二极管截止,电路等效为普通与非门。 2) 当EN=0时,P=0,T4 和T5均截止,输出 高阻态。 三态门的基本用途为实现用一根导线轮流传输几个不同的数据或控制信号,通常将接受多个门的输出信号的线称为总线。 A1 EN1 F EN 1 A2 EN2 F EN 1 A3 EN3 F EN 1 总线 单向总线结构 D1 EN EN EN 1 1 总线 D2 双向总线结构 注意： 在总线结构中，任一时刻仅允许一个门工作。 主要改进 1）传输延迟时间； 2）功耗； 3）转换特性。 2.3.6 TTL数字集成电路的各种系列 系 列 标准系列 低功耗肖 特基系列 肖特基系列 先进低功耗 肖特基系列 高速系列 先进肖特 基系列 快速系列 低功耗系列 型号举例 7400 74L