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TTL逻辑门是什么极型门电路,TTL门电路和组合逻辑电路

时间:2023-05-04 12:40:38 阅读:241495 作者:574

三极管的输入特性曲线,用虚线来近似, V O N V_{ON} VON​为0.5-0.7V(硅管)或0.2-0.3V(锗管)
输出特性曲线:

明显分为3个区——放大区、截止区、饱和区: 放大区电流不受 v C E v_{CE} vCE​影响,而与 i B i_B iB​成正比截止区电流为0,相当于断开 v C E v_{CE} vCE​比较小时处于饱和区,阈值约为0.6-0.7V,深度饱和时电压小于0.2V 三极管基本开关电路:v1低电平( v 1 ≤ v O N v_1 le v_{ON} v1​≤vON​)时工作在截止区,相当于断开,输出高电平;当v1升高时,先是进入放大区,随着 v 1 v_1 v1​升高, i B i_B iB​升高, i C i_C iC​也升高, R C R_C RC​上的压降升高,当v1升高到 R C R_C RC​上的压降接近VCC时,vo接近于0,电路工作进入饱和区,处于深度饱和状态,电压(小于0.1V)和电阻(小于100欧姆)都很小,相当于导通,这个临界点的基极电流称为饱和基极电流,也就是说高电平要求基极电流大于饱和基极电流才算导通饱和基极电流可以这么算:


其中β其实比放大区的β要小,所以用放大区的β带入算出来的饱和基极电流比实际的要小,但是做题不考虑这个误差,只能是这么算因为饱和区的β不会给出来

三极管反相器:
在开关电路上加了一个负电源和一个电阻R2,是为了当v1稍大于0时基极电压为负保证三极管截止

TTL反相器:

AB段:T2 T5同时截止,T4导通BC段:T2导通,工作在放大区,T4导通,T5截止CD和DE段:T2 T5同时导通,T4截止 TTL反相器输入特性及其等效电路:
v1低电平时输入电流基本在1mA左右,v1高电平时输入电流小于0.04mA,几乎为0 TTL反相器输出特性及其等效电路:
输出高电平时,当负载电流很小时,T4工作在放大区,电路输出电阻很小,输出电压变化不大。当负载电流变大到一定程度(大于5mA),R4上压降增大,集电结正偏进入饱和区,随电流变大输出电平线性下降,实际最大负载电流要求比5mA要小得多,74系列不超过0.4mA。

输出低电平时T5工作在饱和状态,导通内阻很小(几欧姆),所以压降小,斜率很小。

综上输入特性和输出特性,一个74系列的TTL反相器最多只能驱动10个同样的反相器

当输入端并非接信号源而是通过电阻接地时:电位被be2和be5钳制在了1.4伏以下,v1电压是VCC - Vbe后在R1和RP上分压的结果,RP增大分压升高而R1上压降变小,所以基极电位会上升一直到2.1V这时T1的集电极正偏,集电极、be2、be5同时导通,基极电压不再上升 当两个TTL反相器这样接的时候,RP要满足两个条件: G2的输入高电平要高于最低要求 输入低电平时,电流由输入端流向输出端, R P R_P RP​和输入端 R 1 R_1 R1​上压降和为 V C C − V B E − V O L V_{CC}-V_{BE}-V_{OL} VCC​−VBE​−VOL​,其中 R 1 R_1 R1​分压为 V C C − V B E − V I L V_{CC}-V_{BE}-V_{IL} VCC​−VBE​−VIL​, R P R_P RP​分压为 V I L − V O L V_{IL}-V_{OL} VIL​−VOL​,因此若 R P R_P RP​太大,分压太高, V I L V_{IL} VIL​就会高于限定值,因此需要满足下列不等式。 TTL反相器输出为低电平时T5导通且工作再深度饱和状态,因此输出从低电平变到高电平时延迟时间 t P L H t_{PLH} tPLH​比从高电平变到低电平的延迟时间 t P H L t_{PHL} tPHL​长。当输出从低电平变到高电平时,由于T5深度饱和,当T4从截止变为导通时T5还没来得及变截止,这时T4 T5同时导通,会导致尖峰电流。这个尖峰电流在计算电源平均电流的时候是不能忽略的,影响较大;而从高电平变为低电平的时候的动态尖峰电流较小,可以忽略 利用多发射极三极管可以实现输入的与逻辑,所以可以产生与非门:

而利用多个输入级在反相级的线与可以实现或逻辑,也就实现了或非门: TTL同样可以实现和漏极开路相似的集电极开路结构: 既然TTL也有开路输出,那么就也有线与功能,那么就也要算上拉电阻的阻值,与CMOS不同的是,TTL不同逻辑门算法不一样,当输入端输入为低电平时,与非门输入端并联时输入电流由负载门数量决定,或非门并联时输入电流由输入端数量决定,输入端为高电平时都由输入端数量决定:

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