数字电路ch2-2.ppt
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1、2.2.5 TTL与非门的其他类型与非门的其他类型2.2.3 TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力与非门的电压传输特性及抗干扰能力2.2.1 TTL与非门的基本结构与工作原理与非门的基本结构与工作原理2.2.2 TTL与非门的开关速度与非门的开关速度2.2.4 TTL与非门的带负载能力与非门的带负载能力2.2.6 TTL集成逻辑门电路系列简介集成逻辑门电路系列简介2.2 TTL逻辑门电路多发射极多发射极BJT A B&BAL=T1 e e e e b b c c 1.1.TTL与非门的基本结构与非门的基本结构2.2.1 TTL与非门的基本结构与工作原理与非门的基本结构与工作原理 TTL与非门
2、的基本电路与非门的基本电路 输入级输入级 中间级中间级 输出级输出级 2.TTL与非门的工作原理与非门的工作原理 输入级输入级 中间级中间级 输出级输出级 输入级输入级 中间级中间级 输出级输出级(1)当输入为低电平)当输入为低电平(有低电平有低电平)I低电平(0.3V)T1深饱和T2截止T5截止T4放大O高电平(3.6V)(A=0.3 V)1.0 V OVCCVBE4VD 50.70.7=3.6V 输入级输入级 中间级中间级 输出级输出级 2.1V当输入全为高电平当输入全为高电平(3.6V)4.3VI全为高电平(3.6V)T1倒置放大T2饱和T5饱和T4截止O低电平0.2V)1.采用输入级以
3、提高工作速度采用输入级以提高工作速度(1)当)当TTL反相器反相器 A由由3.6V变变0.2V的瞬间的瞬间 1.4V T1管的变化先于管的变化先于T2、T5管的变化;管的变化;T1管管Je正偏、正偏、Jc反偏,反偏,T1工作在放大状态。工作在放大状态。T1管射极电流管射极电流 1 iB1很很快地从快地从T2的基区抽走多的基区抽走多余的存储电荷余的存储电荷,从而加从而加速了状态转换。速了状态转换。0.9V1.4V2.2.2 TTL与非门的开关速度与非门的开关速度输出为高电平时,输出为高电平时,T5截截止,止,T34组成的电压跟随组成的电压跟随器的输出电阻很小,所器的输出电阻很小,所以输出高电平稳
4、定,带以输出高电平稳定,带负载能力也较强。负载能力也较强。而当输出电压由高变低后,而当输出电压由高变低后,CL很快放电,输出波形的上很快放电,输出波形的上升沿和下降沿都很好。升沿和下降沿都很好。输出端接有负载电容输出端接有负载电容CL时,在输出由低到高时,在输出由低到高跳变的瞬间,跳变的瞬间,CL充电,充电,其时间常数很小,使其时间常数很小,使输出输出波形上升沿陡直。波形上升沿陡直。输入级输入级 中间级中间级 输出级输出级(A=0.2 V)0.9 V输入级输入级 中间级中间级 输出级输出级(A=3.6 V)2.采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力
5、当输出为低电平时,当输出为低电平时,T5处处于深度饱和状态,于深度饱和状态,T34截止,截止,T5的集电极电流可以全部的集电极电流可以全部用来驱动负载。用来驱动负载。电路在输入脉冲波形的作用下,其输出波形相对于输电路在输入脉冲波形的作用下,其输出波形相对于输入波形延迟了多长的时间。入波形延迟了多长的时间。输入输入 反相反相 输出输出 50%tPLH 90%50%10%tf 50%tPLH 90%50%10%tr VOL VOH OL 0V VCC 平均传输延迟时间平均传输延迟时间 tPdtPLH 为门电路输出由低电平转换到高电平所经历的时间为门电路输出由低电平转换到高电平所经历的时间;tPHL
6、为由高电平转换到低电平所经历的时间。为由高电平转换到低电平所经历的时间。(tPLHtPHL)/2 表征门电路开关速度的参数表征门电路开关速度的参数3TTL与非门传输延迟时间与非门传输延迟时间tpd vO/V 5 4 3 2 1 0 3.6V 2.48 V 0.2V 1 2 E D CB A 0.6V1.3V 1.4V vI/V VOHVO(A)3.6V VOLVCES 0.3V1、TTL与非门传输特性与非门传输特性输出的高、低电压输出的高、低电压 2.2.3 TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力与非门的电压传输特性及抗干扰能力2、几个重要参数、几个重要参数阈值电压阈值电压VT电压传输特性转折
7、区所对应的电压,即电压传输特性转折区所对应的电压,即T5管截止与导通的管截止与导通的分界线,又是输出高低电平的分界线,因此称为阈值电压分界线,又是输出高低电平的分界线,因此称为阈值电压或门槛电压。或门槛电压。VT定义为转折点中点对应的值,定义为转折点中点对应的值,VT1.4V.VIVT时,与非门饱和,时,与非门饱和,V0=VL;VIVT时,与非门截至,时,与非门截至,V0=VH;开门电平和关门电平开门电平和关门电平VOFF:保证输出为额定高电平的保证输出为额定高电平的90的条件下,允许的最大输的条件下,允许的最大输 入电压的输入值。入电压的输入值。VOFF 0.8VVON:保证输出为额定低电平
8、时,允许的最大输入保证输出为额定低电平时,允许的最大输入 电压的输入值。电压的输入值。VON 2V3、TTL与非门的抗干扰能力与非门的抗干扰能力噪声容限噪声容限:高电平噪声容限为高电平噪声容限为 VNH=VOHVIH 1 驱动门驱动门 vo 1 负载门负载门 vI 噪声噪声 1输出输出 1输入输入 0输入输入 0输出输出 vo vI+VDD 0 VNH VOH(min)VIH(min)VNL VOL(max)VIL(max)+VDD 0 低电平噪声容限为低电平噪声容限为 VNL=VILVOL 当电路受到干扰时,当电路受到干扰时,在保证输出高、低电平基本不变在保证输出高、低电平基本不变的条件下,
9、的条件下,输入电平的允许波动范围。输入电平的允许波动范围。1.输入负载特性输入负载特性2.2.4 TTL与非门的带负载能力与非门的带负载能力开门电阻和关门电阻开门电阻和关门电阻Ri上的电压会随电阻值的变化而变化,上的电压会随电阻值的变化而变化,当当Ri较小时,较小时,T5截止,输出高电平;截止,输出高电平;当当Ri较大时,较大时,T5饱和,输出低电平;饱和,输出低电平;关门电阻ROFF 在保证门电路输出为额定高电平的条件下,所允许RI 的最大值称为关门电阻。典型的TTL门电路ROFF 0.8k。开门电阻开门电阻RON 在保证门电路在保证门电路输出为额定低电平的条件下,所输出为额定低电平的条件下
10、,所允许允许RI 的最小值称为开门电阻。的最小值称为开门电阻。典型的典型的TTL门电路门电路RON 2k。扇入数扇入数:取决于门的输入端的个数取决于门的输入端的个数 扇出数扇出数:带同类门的个数。带同类门的个数。有带灌电流负载和拉电流负载有带灌电流负载和拉电流负载两种情况两种情况:负载门负载门驱动门驱动门0 VCC(5V)Rb1 4kW T1 IIL T4 T3 Rc4 130W D 当负载门的个数增加时,总的当负载门的个数增加时,总的灌电流灌电流IIL将增加将增加,引起输出低引起输出低电压电压VOL的升高。的升高。带灌电流负载:输出低电平时。带灌电流负载:输出低电平时。IILIOL101&2
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