《L集成邏輯門電路》ppt課件

1、1、三極管飽和導(dǎo)通相當(dāng)于開關(guān)是什么形狀？2、什么是形狀賦值？3、二極管與門、或門有何優(yōu)點(diǎn)和缺陷？TTL集成邏輯門電路的輸入和輸出構(gòu)造均采用半導(dǎo)體三極管，所以稱晶體管晶體管邏輯門電路，簡稱TTL電路。簡單了解TTL與非門的電路及任務(wù)原理，重點(diǎn)掌握其特性曲線和主要參數(shù)運(yùn)用所需知識。一、一、TTLTTL與非門的任務(wù)原理與非門的任務(wù)原理1.電路組成圖3-9 TTL與非門電路及邏輯符號 (1) 輸入級當(dāng)輸入有一個(gè)或數(shù)個(gè)為低電平常，uIL=0.3V，發(fā)射結(jié)正導(dǎo)游通， uB1=1.0V; 當(dāng)輸入全為高電平常， uIH=3.6V，發(fā)射結(jié)受后級電路的影響將反向截止。 uB1由后級電路決議。(2) 中間級反相器V

2、T2實(shí)現(xiàn)非邏輯反相輸出同相輸出向后級提供反相與同相輸出。輸入高電 壓時(shí)飽和輸入低電壓時(shí)截止(3) 輸出級推拉式輸出 VT3為射極跟隨器低輸入高輸入飽和截止低輸入高輸入截止導(dǎo)通2. 任務(wù)原理1當(dāng)輸入全為高電平常， uI=3.6V，VT1處于倒置任務(wù)形狀，集電結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)反偏，uB1=0.7V3=2.1V，VT2和VT4飽和，輸出為低電平uO=0.3V。2.1V0.3V3.6V2當(dāng)輸入端有一個(gè)或數(shù)個(gè)為低電平常，uI=0.3V，VT1發(fā)射結(jié)導(dǎo)通， uB1=0.3V+0.7V=1V，VT2和VT4均截止，VT3和VD導(dǎo)通,輸出高電平： uO =VCC -UBE3-UD5V-0.7V-0.7V=3.6

3、V1V3.6V0.3V (3) 采用推拉式輸出級利于提高開關(guān)速度和負(fù)載才干 VT3組成射極輸出器，優(yōu)點(diǎn)是既能提高開關(guān)速度，又能提高負(fù)載才干。 當(dāng)輸入高電平常，VT4飽和，uB3=uC2=0.3V+0.7V=1V，VT3和VD截止，VT4的集電極電流可以全部用來驅(qū)動負(fù)載。 當(dāng)輸入低電平常，VT4截止，VT3導(dǎo)通(為射極輸出器)，其輸出電阻很小，帶負(fù)載才干很強(qiáng)。 可見，無論輸入如何，VT3和VT4總是一管導(dǎo)通而另一管截止。 這種推拉式任務(wù)方式，帶負(fù)載才干很強(qiáng)。 1、電壓傳輸特性：輸出電壓uO與輸入電壓uI的關(guān)系曲線。特性曲線如下：圖3-10 CT74S與非門的電壓傳輸特性轉(zhuǎn)機(jī)區(qū)飽和區(qū)VT4飽和，飽

4、和，稱開門稱開門二、二、電壓傳輸特性和噪聲容限二、電壓傳輸特性和噪聲容限VT4截止，稱關(guān)門截止，稱關(guān)門截止區(qū)2. 結(jié)合電壓傳輸特性引見幾個(gè)參數(shù) (1) 輸出高電平UOH 典型值為3V。(2) 輸出低電平UOL 典型值為0.3V。(3) 開門電平UON在保證輸出為規(guī)范低電平USL時(shí)，允許輸入高電平的最小值，用UON表示。(4) 關(guān)門電平UOFF 在保證輸出為規(guī)范高電平USH時(shí)，允許輸入低電平的最大值，用UOFF表示。(5) 閾值電壓UTH 電壓傳輸特性曲線轉(zhuǎn)機(jī)區(qū)中點(diǎn)所對應(yīng)的uI值稱為閾值電壓UTH又稱門檻電平。通常UTH1.4V。 (6) 輸入噪聲容限 UNL和UNH 輸入噪聲容限也稱抗干擾才干

5、，它反映門電路在多大的干擾電壓下仍能正常任務(wù)。 UNL和UNH越大，電路的抗干擾才干越強(qiáng)。 低電平噪聲容限低電平正向干擾范圍 UNL=UOFF-UIL UIL為電路輸入低電平的典型值0.3V 假設(shè)UOFF=1V，那么有 UNL=1-0.3=0.7 (V) 高電平噪聲容限高電平負(fù)向干擾范圍UNH = UIH - UON UIH為電路輸入高電平的典型值3V 假設(shè)UON=1.2V，那么有 UNH = 3-1.2 =1.8 (V)圖3-11 輸入負(fù)載特性曲線 a測試電路 b輸入負(fù)載特性曲線 TTL與非門的輸入端對地接上電阻與非門的輸入端對地接上電阻RI 時(shí)，時(shí)，uI隨隨RI 的變化而變化的關(guān)系曲線。的

6、變化而變化的關(guān)系曲線。三、輸入負(fù)載特性在一定范圍內(nèi)，uI隨RI的增大而升高。但當(dāng)輸入電壓uI到達(dá)1.4V以后，uB1 = 2.1V，RI增大，由于uB1不變，故uI = 1.4V也不變。這時(shí)VT2和VT4飽和導(dǎo)通，輸出為低電平。虛框內(nèi)為TTL與非門的部分內(nèi)部電路 RI 不大不小時(shí)，任務(wù)在線性區(qū)或轉(zhuǎn)機(jī)區(qū)。RI 較小時(shí)，關(guān)門，輸出高電平；RI 較大時(shí)，開門，輸出低電平；ROFFRONRI 懸空時(shí)？懸空時(shí)？(1) 關(guān)門電阻ROFF 在保證門電路輸出為額定高電平的條件下，所允許RI 的最大值稱為關(guān)門電阻。典型的TTL門電路ROFF 0.7k。 (2) 開門電阻RON 在保證門電路輸出為額定低電平的條件

7、下，所允許RI 的最小值稱為開門電阻。典型的TTL門電路RON 2.1k。 數(shù)字電路中要求輸入負(fù)載電阻RI RON或RI ROFF ，否那么輸入信號將不在高低電平范圍內(nèi)。振蕩電路那么令 ROFF RI RON使電路處于轉(zhuǎn)機(jī)區(qū)。四、輸出負(fù)載特性 指輸出電壓與輸出電流之間的關(guān)系曲線。1、 輸出高電平常的輸出特性負(fù)載電流iL不可過大，否那么輸出高電平會降低。圖3-12 輸出高電平常的輸出特性a電路 b特性曲線拉電流負(fù)載圖2-14輸出低電平常的輸出特性a電路 b特性曲線2、輸出低電平常的輸出特性負(fù)載電流iL不可過大，否那么輸出低電平會升高。普通灌電流在20 mA以下時(shí)，電路可以正常任務(wù)。典型TTL門電

8、路的灌電流負(fù)載為12.8 mA。 灌電流負(fù)載五、 平均傳輸延遲時(shí)間tpd 平均傳輸延遲時(shí)間tpd表征了門電路的開關(guān)速度。 tpd = tpLH +tpHL/2 圖3-13 TTL與非門的平均延遲時(shí)間 低功耗肖特基與非門有如下特點(diǎn)：1、功耗低 其功耗約為2W，僅為CTS系列的1/10。2、任務(wù)速度高。 為了提高任務(wù)速度，電路采用了以下措施：1、采用了抗飽和三極管和由V6、RB和 RC組成的有源泄放電路；2、輸入級的多發(fā)射極三極管改用沒有電荷存儲效應(yīng)的肖特基勢壘二極管SBD替代；3、在輸出級和中間級之間接入了兩個(gè)SBD。為何要采用集電極開路門呢？推拉式輸出電路構(gòu)造存在局限性。首先，輸出端不能并聯(lián)運(yùn)

9、用。假設(shè)兩個(gè)門的輸出一高一低，當(dāng)兩個(gè)門的輸出端并聯(lián)以后，必然有很大的電流同時(shí)流過這兩個(gè)門的輸出級，而且電流的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越正常的任務(wù)電流，能夠使門電路損壞。而且，輸出端也呈現(xiàn)不高不低的電平，不能實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的邏輯功能。 一、集電極開路與非門一、集電極開路與非門OC門門圖3-14 集電極開路門及其邏輯符號1、OC門的任務(wù)原理OC門任務(wù)時(shí)需求在輸出端和電源之間外接一個(gè)上拉電阻。其任務(wù)原理如下：當(dāng)A、B、C全為高電平常VT2和VT5飽和導(dǎo)通，輸出低電平；當(dāng)A、B、C有低電平常，VT2和VT5截止，輸出高電平。因此OC門具有與非功能，其邏輯表達(dá)式為：集電極開路2 2、OCOC門的運(yùn)用門的運(yùn)用1實(shí)現(xiàn)線與功能2

10、驅(qū)動顯示器如圖3-163實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換如：圖3-17圖3-15 用OC門實(shí)現(xiàn)線與圖3-16圖3-17 三態(tài)門電路的輸出有三種能夠出現(xiàn)的形狀：高電平、低電平、高阻。懸空、懸浮形狀，又稱為制止形狀。測電阻為，故稱為高阻形狀。測電壓為0V，但不是接地。測其電流也為0A。何為高阻形狀？(1)三態(tài)門的電路構(gòu)造1三態(tài)門的任務(wù)原理圖3-18電路構(gòu)造(2)三態(tài)門的任務(wù)原理01截止YAB EN = 0時(shí)，電路為正常的與非任務(wù)形狀，所以稱控制端低電平有效。當(dāng)EN = 1時(shí)，門電路輸出端處于懸空的高阻形狀?？刂贫烁唠娖接行У娜龖B(tài)門(3)邏輯符號控制端低電平有效的三態(tài)門用“表示輸出為三態(tài)。高電平有效低電平有效2用三態(tài)門構(gòu)成雙向總線EN1、EN2、EN3輪番為高電平，且任何時(shí)辰只需一個(gè)三態(tài)門任務(wù)，那么三個(gè)門電路輪番將信號送到總線上。當(dāng)EN=1時(shí)，G2呈高阻態(tài)，G1任務(wù)，輸入數(shù)據(jù)D0經(jīng)G1反相后送到總線上；當(dāng)EN=0時(shí)，G1呈高妨礙態(tài)，G2任務(wù)，總線上的數(shù)據(jù)D1經(jīng)G2反相后輸出。1 1用三態(tài)門構(gòu)成單向總線用三態(tài)門構(gòu)成單向總線2 2、三態(tài)門的運(yùn)用、三態(tài)門的運(yùn)用一、CT54系列和CT74系列二、TTL集成邏輯門電路的子系列