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半导体集成电路

2025/10/52主要内容简易TTL逻辑门四管单元TTL逻辑门五管单元TTL逻辑门

2025/10/53晶体管-晶体管逻辑电路什么是TTL电路?#2022

2025/10/54VBEVBC饱和区反向工作区截止区正向工作区(正偏)(反偏)(正偏)(反偏)CBEnpn正向工作区IBICIEIE=IB+IC反向工作区IBICIEIC=IB+IE饱和工作区CBEVCES截止区CBE半导体三极管的开关特性

VCCRcRBiCiB+vI－vO+－1.三极管开关电路只要参数配合得当，可做到：当vI为低电平时，三极管工作在截止状态，vO为高电平；当vI为高电平，三极管工作在饱和状态，vO为低电平。

6①当vI=0时，vBE=0，由输入特性可知，iB=0，由输出特性可知，iC≈0，三极管截止。此时，RC上无压降，vO≈VCC，为高电平。一般认为，在vIVON时，三极管处于截止状态。②当vIVON=0.7V时，有iB产生，相应地有iC产生，三极管导通；vI↑→iB↑→iC↑→iCRC↑→vO↓；③vI继续增加，RC上的压降也随之增大，vCE下降，当vCE↓≈0时，三极管处于深度饱和状态，vO≈0，为低电平。VCCRcRBiCiB+vI－vO+－

7直流负载方程：确定从放大到饱和的临界值：此时的基极电流称为饱和基极电流当vI增加到使iB=IBS后：vI↑→iB↑但IC基本不变，三极管进入饱和状态；由直流负载线知：三极管从截止到饱和，必须经过放大区。iCvCEIB=0放大区OIB1IB2IB3IB4饱和区截止区VCC直流负载线与输出特性曲线的交点称为工作点QQ用图解法分析vI增加，对应Q沿直流负载线上移，从放大到饱和的临界点对应的集电极电流称为饱和集电极电流ICS。QSICSVCE(sat)★直流负载线

8总结：当vIVON时，三极管处于截止状态；当vIVON时，三极管处于放大状态；当vI增加到使iBIBS时，三极管处于饱和状态。VCCRcRBiciB+vI－vO+－当vI=VIL时，三极管截止，iC≈0，相当于开关断开，vO≈VCC；当vI=VIH时，三极管饱和，uCE≈0，相当于开关闭合，vO≈0；VCCvOvIS

92.动态特性快慢①从截止到导通当vI由低变高时，发射区发射的电子不能马上到达集电区，形成集电极电流。vIiCvOttt②从导通到截止由于在饱和时，集电区收集载流子能力很弱，超量电子在基区存储，当vI由高变低时，存储电荷不能马上消散，iC不能马上下降，而要维持一段时间，饱和越深，存储电荷越多，延迟时间越长。输出vO落后于输入vICBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BL

4.0简易TTL与非门简易的TTL门的工作原理1）“关态”（T2截止）2）“开态”（T2导通）多发射极晶体管：简易TTL与非门：ABCR1R2VCCVOB1B2T1T2

2025/10/511与非门逻辑表ABCR1R2VCCVOB1B2T1T2两管单元TTL与非门

2025/10/512ABCR1R2VCCVOB1B2T1T2R1R2VCCB1ABC4K4K4K4K几个假设：1.发射极正向压降，当晶体管正向工作时，取VBEF=0.7V，而当晶体管饱和时，取VBES=0.7V.2.集电结正向饱和压降，取VBCF=0.6~0.7V。3.晶体管饱和压降，当T1管深饱和时，因Ic几乎为零，取VCES＝0.1V，其余管子取VCES＝0.3V两管单元TTL与非门的工作原理

2025/10/5131.输入信号中至少有一个为低电平的情况R1R2VCCB1ABC1VVOL=0.3VVOL=0.3VVB1=VBE1+VOL=0.3V+0.7V=1VVB1被嵌位在1VIB1=(VCC-1V)/R1=5V-1V/4K=1mA4K4KIC1B2T2管截止,VOH=VCC-IOHR2输出高电平时电路供给负载门的电流0.4VIOHT2管的集电结反偏，Ic1很小，满足βIB1Ic1，T1管深饱和，VCES1=0.1V，VB2=0.4V

2.输入信号全为高电平R1R2VCCB1ABC1.4VVOH=5V,VB1=VBC1+VBE2=0.7V+0.7V=1.4VVB1被嵌位在1.4V4K4KIC1B2VOH=5VT1管的发射结反偏,集电结正偏,工作在反向工作区,集电极电流是流出的,T2管的基极电流为:IB2=IC1=IB1+?RIB1≈IB1（?R0.01)IB1=(VCC-VB1)/R1=5V-1.4V/4K=0.9mA∴IB2≈0.9mA0.7VT2管的发射结正偏1）集