TTL与非门.ppt
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1、1、体积大、工作不可靠。、体积大、工作不可靠。2、需要不同电源。、需要不同电源。3、各种门的输入、输出电平不匹配。、各种门的输入、输出电平不匹配。5-3 TTL集成门电路集成门电路(一)(一) TTL与非门的基本原理与非门的基本原理(Transistor- Transistor-Logic)TTL集成电路命名规则见参考书集成电路命名规则见参考书与分离元件电路相比,集成电路具与分离元件电路相比,集成电路具有体积小、可靠性高、速度快的特点,有体积小、可靠性高、速度快的特点,而且输入、输出电平匹配,所以早已广而且输入、输出电平匹配,所以早已广泛采用。根据电路内部的结构,可分为泛采用。根据电路内部的结
2、构,可分为DTL、TTL、HTL、MOS管集成门电管集成门电路。路。TTL 晶体管晶体管- -晶体管逻辑集成电路晶体管逻辑集成电路集成门电路集成门电路集成门电路集成门电路双极型双极型TTL (Transistor-Transistor Logic Integrated Circuit , TTL)ECLNMOSCMOSPMOSMOSMOS型型(M Metal-etal-O Oxide-xide- S Semiconductoremiconductor,MOSMOS)MOS 金属氧化物半导体场效应管集成电路金属氧化物半导体场效应管集成电路+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c
3、1ABCTTL与非门的内部结构与非门的内部结构CBAF +5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC1、任一输入为低电平(、任一输入为低电平(0.3V)时)时“0”1V不足以让不足以让T2、T5导通导通三个三个PN结结导通需导通需2.1V+5VFR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC1、任一输入为低电平(、任一输入为低电平(0.3V)时)时“0”1Vuouo=5-uR2-ube3-ube4 3.4V高电平!高电平!+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC2、输入全为高电平(、输入全为高电平(3.4V)时)时“1”全导通全导通电位被钳电位被
4、钳在在2.1V全反偏全反偏 1V截止截止2、输入全为高电平(、输入全为高电平(3.4V)时)时+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC全反偏全反偏“1”饱和饱和uF=0.3VABCF 此电路此电路1、电压传输特性、电压传输特性(二)(二) TTL与非门的特性和技术参数与非门的特性和技术参数测试电路测试电路&+5Vuiu0u0(V)ui(V)123UOH(3.4V)UOL(0.3V)传输特性曲线传输特性曲线u0(V)ui(V)123UOH“1”UOL(0.3V)阈值阈值UT=1.4V理想的传输特性理想的传输特性输出高电平输出高电平输出低点平输出低点平(1)输出高电平)输出高电平UOH、
5、输出低电平、输出低电平UOL UOH 2.4V UOL 0.4V 便认为合格。便认为合格。 典型值典型值UOH=3.4V UOL 0.3V 。 (2)阈值电压)阈值电压UTuiUT时,认为时,认为ui是高电平。是高电平。UT=1.4V2、输入、输出负载特性、输入、输出负载特性&?(1)前后级之间电流的联)前后级之间电流的联系系+5VR4R2R5T3T4R1T1+5V前级输出为前级输出为 高电平时高电平时前级前级后级后级反偏反偏流出前级流出前级电流电流IOH(拉电流)(拉电流)前级输出为前级输出为 低电平时低电平时+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1R1T1+5V前级前级后级后级流入前级的
6、电流入前级的电流流IOL 约约 1.4mA (灌电流灌电流)115OLRbeTT5I结结压压降降的的压压降降 mA4 . 137 . 03 . 05 拉电流的计算拉电流的计算饱和饱和名称及符号名称及符号含义含义输入低电平电流输入低电平电流 IiL输入为低电平时流入输输入为低电平时流入输入端的电流入端的电流-1 .4mA。输入高电平电流输入高电平电流 IiH输入为高电平时流入输输入为高电平时流入输入端的电流入端的电流几十几十A。IOL及其极限及其极限 IOL(max)当当 IOL IOL(max)时,输时,输入不再是低电平。入不再是低电平。IOH及其极限及其极限 IOH (max)当当 IOH
7、IOH(max)时,输时,输出不再是高电平。出不再是高电平。关于电流的技术参数关于电流的技术参数(2)扇出系数)扇出系数与门电路输出驱动同类门的个数与门电路输出驱动同类门的个数前级输出为前级输出为 高电平时高电平时例如:例如:+5VR4R2R5T3T4T1前级前级T1T1IiH1IiH3IiH2IOH+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1前级前级IOLIiL1IiL2IiL3前级输出为前级输出为 低电平时低电平时输出低电平时,流入前级的电流(灌电流):输出低电平时,流入前级的电流(灌电流): 2iL1iLOLIII输出高电平时,流出前级的电流(拉电流):输出高电平时,流出前级的电流(拉电流
8、): 2iH1iHOHIII与非门的扇出系数一般是与非门的扇出系数一般是10。例例2:如图电路,已知:如图电路,已知 74S00门电路参数为:门电路参数为:IOH/IOL=1.0mA/-20mAIIH/IIL=50A/-1.43mA试求门试求门P的扇出系数的扇出系数N0是多少?若将电路中的是多少?若将电路中的芯片改为芯片改为74S20,其门电路参数同,其门电路参数同74S00,问此,问此时时P0的扇出系数又为多少?的扇出系数又为多少?&GPG1Gn求此类问题时,要对门求此类问题时,要对门P输出的高低电平情况进输出的高低电平情况进行讨论。行讨论。门门P输出的低电平时,设可带门数为输出的低电平时,
9、设可带门数为NL:OLILOLIIN1443. 120ILOLOLIIN门门P输出的高电平时,设可带门数为输出的高电平时,设可带门数为NH:OHIHOHIIN21005. 020 . 12IHOHOLIIN扇出系数扇出系数=10 为何取小?为何取小?74S20为为4输入与非门,所以输入与非门,所以门门P输出的低电平时,设可带门数为输出的低电平时,设可带门数为NL:OLILOLIIN1443. 120ILOLOLIIN门门P输出的高电平时,设可带门数为输出的高电平时,设可带门数为NH:OHIHOHIIN4505. 040 . 14IHOHOLIIN扇出系数扇出系数=5(3)输入端接一电阻)输入端
10、接一电阻R接接地地Rui“1”,“0”?+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1R较小时较小时uiUT T2不导通,输出高电平。不导通,输出高电平。)U5(RRRu1be1i R3R3 . 4 Rui+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1R增大增大Ruiui=UT时,输出低电平。时,输出低电平。R3R3 . 4)V(4 . 1 R临界临界=1.45K Rui+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1例例3:判断如图:判断如图TTL电路输出为何状态?电路输出为何状态?&10K&10110Y0=0 Y1=1 Y2=0Y0Y1Y21、悬空的
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