《数字电路课件教案3(3.5.1-3.5.3).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电路课件教案3(3.5.1-3.5.3).ppt（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,分立元件门电路的特点：（1）体积大、工作不可靠。（2）需要不同电源。（3）各种门的输入、输出电平不匹配。,3、三极管反相器,A=1时，vI为高电平，T饱和导通，vO=VCES，Y=0;,A=0时，vI为低电平，T反向截止，vO=VCC，Y=1;,重要题型：如何判断三极管的工作状态？,三极管工作状态判断问题分析思路,2、若不能直接看出三极管是否截止，则先假设三极管截止，求出vBE；,3、若vBE vON，则假设正确，三极管确实截止，从而求出vO即可。,4、若vBE vON，则假设错误，三极管导通，求出IB和IBS。,（1）若IB IBS，则三极管饱和导通。,（2）若IBIBS，则三极管线性放大
2、。,课堂练习：P115例；课本习题 3.11,1、观察电路中三极管是否截止，若截止，直接求出vO即可。,3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 TTL(Transistor-Transistor Logic)门电路 集成电路根据集成度分为：SSI(10以下)、MSI(10100个)、LSI(几千个)、VLSI(一万个以上)。TTL门电路只能制作成SSI和MSI。一、电路结构及工作原理设,T1发射结导通，VB1=0.9VT2、T5均截止T4导通（饱和导通）,D2导通VO=VCCVR20.70.7=3.4V（根据设计参数可得到）,1、VI=VIL=0.2V（A=0）(导通路线如红线示),A0
3、，Y1,T1集电结导通，VB1=2.1V，T1发射结反向截止T2、T5均饱和导通,2、VI=VIH=3.4V（A=1）时,A1，Y0,VC2VB4=VCES2+VE2=0.3+0.7=1V,（导通路线如红线示）,T4截止，D2截止 VO=VCES5=0.3V,D1的作用：钳位二极管，抑制输入端可能出现的负极性干扰脉冲，防止输入为负时T1发射结电流过大，起保护作用。,D2的作用：确保T5饱和导通时，T4可靠截止。,从以上原理可知：T4、T5总是一个导通而另一个截止故称这种形式的电路为推拉式电路或图腾柱输出电路。,二、电压传输特性,1、AB段：VI0.7V,VB11.4V T2、T5 都截止 T4
4、、D2导通，VO=VOH 截止区，门的状态为截止,2、BC段：线性区 0.7 VI1.4V,1.4 VB12.1V，T1集电结导通，T2线性放大,T5仍截止，T4、D2导通 VO=VC2 VBE4 VD2 随着VI VB1 VB2 VC2 VO,3、CD段：转折区 VI1.4V，VB1=2.1V T2、T5迅速饱和导通 T4、D2截止 VO=VOL,4、DE段：饱和区 VI1.4V,T2、T5饱和导通 T4、D2截止 VO=VOL 一般不再变化,对TTL电路，一般认为:VTH=1.4V。,三、输入噪声容限,（1）对单独的门本身而言:,输入为低电平的噪声容限：VNL=VIL(max)-VIL,输
5、入为高电平的噪声容限：VNH=VIH-VIH(min),允许输入高电平的最小值（也称为开门电平VON），2V,允许输入低电平的最大值（也称为关门电平VOFF），0.8V,允许输出高电平的最小值，2.4V,允许输出低电平的最大值，0.4V,（2）当前一级门带动相同的后一级门时:,3.5.3 TTL反相器的静态输入特性和输出特性,一、输入特性,仅考虑输入信号是高电平和低电平，则输入端的等效电路如图：,输入特性曲线,时，输入短路电流 IIS,低电平输入电流 IIL：,高电平输入电流或输入端漏电流 IIH,此时,三极管倒置(C、E交换)电流放大系数很小,VIL,VIH,VTH,二、输出特性,1、高电平
6、输出特性 VO VOH时，输出端等效电路为：,设流入门的电流为正方向则：,ILVOH线性下降,（1）当IL值较小时，IB4更小，T4工作在射极跟随状态（即线性放大状态）VOH=VCCIB4R21.4 VCC1.4,（2）当IL增大后，R4上压降增大，使得VBC0，T4饱和，此后，VOH=VCCILR4VCES 0.7,则高电平输出特性曲线为：,实际上，由于功耗的限制，高电平输出时负载电流的最大值应参照手册给出的参考值。,另外，负载电流实际是流出门电路的，故将之称为拉电流（记为IOH）负载称为带拉电流负载。,输出短路电流 可达-33 mA，将造成器件过热烧毁，故门电路输出端不能接地！,2、低电平
7、输出特性 VO VOL时，输出端等效电路为：,T5饱和导通，ce间内阻很小(10)IL增加，VOL仅有稍微升高，且呈线性关系,故低电平输出特性曲线为：,负载电流是流入门电路，称之为灌电流（记为IOL）负载为带灌电流负载。,VOL(max),IOL(max),带拉电流负载,带灌电流负载,设流进门的电流方向为参考方向,(2)vO=VOH时:,扇出系数N：74系列反相器的输出能驱动 同类反相器的个数。,(1)vO=VOL时：,即满足的条件为：N1IIL IOL(max),即满足的条件为：N2IIH IOH(max),扇出系数N：取N1和N2中小者,请看P120例,灌电流 IOL=IIL1+IIL2+
8、,拉电流 IOH=IIH1+IIH2+,三、输入端负载特性,输入端负载特性：输入电压随输入端负载变化的特性。,其等效电路为：,（1）VI1.4V时：若RPR1，则VI与RP成正比关系。,（2）VI1.4V时：VB1=2.1V，电位被钳位。VI=1.4V,故输入端负载特性曲线为：,什么叫门关闭(或截止)?什么叫门开启(或导通)?什么叫开门电阻?什么叫关门电阻?,关门电阻ROFF:保证门关闭所允许的最大输入电阻值，ROFF=650700,开门电阻RON:保证门开启所允许的最小输入电阻值,RON 1.4K,门截止:输入电压小于VIL（max）,门导通:输入电压大于VTH,最后总结一下本节的相关参数：
9、VIH(min):输入高电平最小值(开门电平VON)VIL(max):输入低电平最大值(关门电平VOFF)VOH(min):输出高电平最小值(标准高电平VSH)VOL(max):输出低电平最大值(标准低电平VSL)IIL：低电平输入电流IIS：输入短路电流(低电平输入电流最大值)IIH：高电平输入电流(输入漏电流)N：扇出系数,TTL门最多驱动同类门的个数ROFF：关门电阻RON：开门电阻VNH:输入高电平噪声容限VNL:输入低电平噪声容限VTH:阈值电压,1、TTL 反相器的电路结构、工作原理；2、TTL 反相器的电压传输特性曲线、输入端噪声容限；3、TTL 反相器的输入特性、输出特性、输入负载特性；4、TTL 反相器的有关参数。,小结,下次讲：,作业：3.16,IOL(max),带灌电流负载,IOL(max)N1IIL,IOL=IIL1+IIL2+,IOH=IIH1+IIH2+,IOH(max)N2IIH,带拉电流负载,
