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1、02.12.2022,电气工程学院 苏士美,1,2.4 TTL逻辑门电路,（晶体管晶体管门电路，双极型门电路）Transistor-Transistor Logic,一、基本BJT反相器的动态特性：,如图：基本BJT反相器,若带电容负载CL ：,当 V0 由01跳变时：,VCC RCCL 充电，,时间常数大，V0,上升慢,影响开关速度。（RC较大）,当V0 由10跳变时：CL BJT放电 此电路简单，速度慢。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,2,二、TTL反相器：,1、电路组成及符号：,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,3,2、工作原理：各=20,（1）输入为高电平“1”
2、，Vi=3.6V,设T1的Je正偏导通， 则VB1=4.3V； 而T1的Jc、T2的Je、T3的Je正偏， 共需0.7+0.7+0.7=2.1V的VB1； T1的Je正偏导通不成立。,T1的Jc、T2的Je、T3的Je正偏使VB1钳位VB1=2.1V对T1工作在倒置状态，=0.01,对T2, T3：设饱和 则VC2=0.7+0.2=0.9V,V0=VCES3=0.2V，输入为“1”；输出为“0”。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,4,（2）输入为低电平“0”，Vi=0.2V,输入为低“0”，输出为高“1”。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,5,TTL集成反相器7404,
3、74LS04 外部引线和内部逻辑图,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,6,三、TTL反相器的电气特性：,1、电压传输特性：,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,7,相关参数：（1）输入，输出高低电压VIH、VIL、VOH、VOL（2）关门电平VOFF： TTL反相器关闭，输出为高，允许的最大低电平输入电压。 当VIVON时，相当输入逻辑“1”。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,8,2、输入负载特性：Ri上的电压与Ri的关系曲线。,ROFF关门电阻：反相器关闭，输出为1， 输入端所接电阻的最大值。 当RIROFF时，相当输入为0,RON开门电阻：反相器开启，输出为0
4、， 输入端所接电阻的最小值。 当RIRON时，相当输入为1。 TTL门输入悬空相当接“1”。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,9,3、带负载特性：（输出特性）,灌电流负载：负载电流从外电路流入反相器。拉电流负载：负载电流从反相器流向外电路。,灌电流负载驱动同类门的个数：,（1）灌电流工作情况： 设反相器带同类门负载，如图：,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,10,（2）拉电流工作情况： 驱动门输出为1 ，如图：,拉电流负载驱动同类门的数目：,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,11,四、TTL与非门电路：,从TTL反相器，可改进成TTL与非门，二者特性类同。如图：
5、,T1采用多发射极三极管（二、三、四）当A、B、C输入有“0”时，T2、T3止，T4通，输出为“1”只有A、B、C输入全“1”时，VB1=2.1V，T2、T3饱和，T4止，输出为“0”。 与非逻辑关系TTL反相器的电气特性，适用于TTL与非门各参数以手册中给出的为准。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,12,TTL与非门电路,74LS00 外部引线和内部逻辑图,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,13,五、TTL与非门主要参数：,1、输入、输出高低电平： （附录C）2、噪声容限： 表门电路的抗干扰能力 把反相器传输特性中输入、输出高低 电压制成下图：,VNH=VOH-VIH高
6、电平噪声容限VNL=VIL-VOL低电平噪声容限 噪声容限大，电路的抗干扰力强。,3、扇入、扇出数：（1）扇入数：取决于门电路的输入端个数。 一个三输入端的与非门，扇入数Ni=3（2）扇出数： No=NOH,NOLmin NOH门输出为1时，拉电流负载驱动同类门的数目； NOL门输出为0时，灌电流负载驱动同类门的数目。 一般TTL门：No10个,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,14,4、平均传输延迟时间tpd： 如图：,tPLH表门电路输出由“0”“1”经过的时间。tPHL表门电路输出由“1”“0”经过的时间。 定义：,5、功耗PD： TTL门电路功耗较大。6、延迟功耗积DP： 理
7、想门电路要求高速度，低功耗。 DP为一种综合性的指标： DP=tpdPD(焦耳) DP愈小，表是门电路的性能愈好。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,15,六、TTL其它常用门电路：,1、TTL或非门、与或非门、异或门等： 性能特点与TTL与非门类似。,2、集电极开路与非门：（OC门） Open Collector（1）线与的概念： 将多个与非门的输出端直接相连，实现各输出端相与的逻辑功能。线与 一般TTL与非门不能线与。 如图：,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,16,（2）OC门可以线与： 电路组成与符号：,应用时，T3集电极外接一上拉电阻RP和电源。 多个OC门线与（
8、输出并接），可共用一个 上拉电阻和电源。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,17,OC门可直接驱动较大电流的负载，如指示灯、发光二极管、蜂鸣器等。,例如：,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,18,上拉电阻RP的计算：,当所有OC门均截止，输出为“1”：为保证负载门输入为1则：,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,19,当OC门线与输出为“0”时： 一个OC门通，导通门灌入的电流最大。为保证输出为0，则：（看上图红线）,RP的取值在RPminRPRPmax间，考虑开关速度，取RP 接近RPmin值。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,20,3、三态与非门（T
9、SL门）： Tristate Logic,一般门：输出有0和1两个状态；三态门：输出除0、1两个状态外， 还有第三态：高阻态（禁止态）。,（1）简单电路构成及符号：,A、B信号输入端CS片选输入信号（使能端、允许端）,五版： EN,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,21,（2）工作情况：,CS=1时：D止，电路同一般TTL与非门,CS=0时：D通 T2、T3、T4均截止， 输出端开路（悬空） 既不是“1”，亦不是“0” 高阻态（禁止态）（第三态）。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,22,（3）真值表：,CS=1有效：（使能端高电平有效） CS=1 TSL在工作状态,CS=
10、0有效 ： （使能端低电平有效） 符号及真值表：,有效电平的概念：所谓低电平有效：是指当信号为低电平时电路完成规定的操作；而高电平有效是指：当信号为高电平时电路完成规定的操作。使能控制信号、集成芯片的输入或输出信号都有可能是高电平有效或是低电平有效。图中EN上面的横线表示该信号低电平有效。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,23,（4）应用： TSL门用在计算机系统信号的传输,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,24,七、抗饱和TTL电路：,带有SBD的BJT电路及符号：,SBD由金属AlSi接触形成，与一般D比有以下特点：有单向导电性阈值电压较低0.40.5V导电由多数载流
11、子完成，几乎无电荷存储SBDTTL电路（简称STTL）提高开关速度的原因： 一般TTLtpd：几十纳秒 一般STTLtpd：可降至几个纳秒,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,25,STTL的电压传输特性较为理想：,TTL集成逻辑门电路系列174系列为TTL集成电路的早期产品，属中速TTL器件。274L系列为低功耗TTL系列，又称LTTL系列。374H系列为高速TTL系列。474S系列为肖特基TTL系列，进一步提高了速度。574LS系列为低功耗肖特基系列。674AS系列为先进肖特基系列，它是74S系列的后继产品。774ALS系列为先进低功耗肖特基系列，是74LS系列的后继产品。,02.
12、12.2022,电气工程学院 苏士美,26,例1：TTL电路，写输出表达式,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,27,例题2：求LSTTL门驱动基本TTL门的扇出数,从附录C知,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,28,本节重点：,TTL逻辑门的电气特性（外特性）TTL门的主要技术参数各种TTL门、OC、TSL门的功能、符号、应用TTL门电路的内部构成，工作原理了解。,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,29,02.12.2022,电气工程学院 苏士美,30,作业,2、4、2 （概念） 【五版:3.2.2】2、4、4（驱动带负载） 【五版:3.2.3】2、4、5（OC门应用电路） 【五版:3.1.7】2、4、7（TSL应用） 【五版:3.1.9】,
