第三章 邏輯門電路(電子)

1、第三章 邏輯門電路1 邏輯門電路邏輯門電路2 TTL集成門電路集成門電路1 邏輯門電路邏輯門電路門：具有開關(guān)作用。門：具有開關(guān)作用。門電路：具有控制信號通過或不通過能力的電路。門電路：具有控制信號通過或不通過能力的電路。一、器件的開關(guān)作用一、器件的開關(guān)作用開關(guān)特性開關(guān)特性體現(xiàn)開關(guān)作用體現(xiàn)開關(guān)作用靜態(tài)特性靜態(tài)特性轉(zhuǎn)換過程轉(zhuǎn)換過程動態(tài)特性動態(tài)特性理想開關(guān)特性理想開關(guān)特性Z0 短路、相當(dāng)開關(guān)閉合短路、相當(dāng)開關(guān)閉合Z 斷路、相當(dāng)開關(guān)斷開斷路、相當(dāng)開關(guān)斷開二、半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性二、半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性DRDUiV+開關(guān)作用開關(guān)作用D正偏正偏導(dǎo)通導(dǎo)通UD很小很小電路導(dǎo)通電路導(dǎo)通 UD 0.7V,硅管

2、硅管 UD 0.3V,鍺管鍺管D反偏反偏截止截止UD很大很大電路斷開電路斷開注注:講課如不特殊說明講課如不特殊說明,均以硅管為例均以硅管為例.三、半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性三、半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性開關(guān)作用開關(guān)作用10KVcc=5V1k Vo =30iVT截止截止飽和飽和放大放大Vbe Vbc反偏反偏反偏，反偏， ibic 0，開關(guān)斷開。，開關(guān)斷開。正偏正偏反偏，反偏， ic ib， 線性放大。線性放大。正偏正偏正偏，正偏， ib Ibs ， 開關(guān)閉合。開關(guān)閉合。VVRRVIicesCccCcesccbsb3 . 0 , VV開關(guān)作用（續(xù)）開關(guān)作用（續(xù)）臨界飽和：臨界飽和：飽和系數(shù)：飽和系數(shù)：10

3、KVcc=5V1k Y =30iVTbsbIiB B越大，飽和越深；越大，飽和越深；反之飽和則淺反之飽和則淺VVRVIIicesCcescccbsb3 . 0 , VCcccbsbRIIi3.0V說明：說明：因所以，臨界飽和電流是由外電路（所以，臨界飽和電流是由外電路（Rc）決定的，）決定的， Rc不同，臨界飽和電流是不一樣的。不同，臨界飽和電流是不一樣的。Vbc0 V 時，時，T處于臨界飽和處于臨界飽和例例1:計算圖示電路的臨界飽和電流。計算圖示電路的臨界飽和電流。 =30Vces=0.3VRbiVTRcReicibieVccVoeCcesccbscesccebsCbscescceeCsCe

4、ecesccsRRVVIVVRIRIVVRIRIRRIVVI）（）（即：解：11 cc四、基本門電路四、基本門電路對應(yīng)三種基本邏輯運算，有三種基本門電路對應(yīng)三種基本邏輯運算，有三種基本門電路二極管與門（二極管與門（D與門）與門）電路電路 5V A0V BFRD1D2Vcc（5V）原理原理VA VB VF D1 D20V 0V 0.7V 通通 通通0V 5V 0.7V 通通 止止5V 0V 0.7V 止止 通通5V 5V 5 V 止止 止止電路分析要求出輸入的電路分析要求出輸入的各種組合與輸出的關(guān)系各種組合與輸出的關(guān)系電位表：電位表：二極管與門二極管與門(續(xù)續(xù))VA VB VF D1 D20V

5、0V 0.7V 通通 通通0V 5V 0.7V 通通 止止5V 0V 0.7V 止止 通通5V 5V 5 V 止止 止止0低電位低電位1高電位高電位真值表真值表: A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1實現(xiàn)實現(xiàn)了與了與邏輯邏輯功能功能實現(xiàn)實現(xiàn)了與了與邏輯邏輯功能功能符號符號ABF&國標(biāo)國標(biāo) 慣用慣用 國外國外ABFABF 二極管或門（二極管或門（D或門）或門）電路電路 5V A0V BFRD1D2原理原理VA VB VF D1 D20V 0V 0V 止止 止止0V 5V 4.3V 止止 通通5V 0V 4.3V 通通 止止5V 5V 4.3V 通通 通通電位表：電位表：0低

6、電位低電位1高電位高電位真值表真值表: A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1實現(xiàn)實現(xiàn)了或了或邏輯邏輯功能功能實現(xiàn)實現(xiàn)了或了或邏輯邏輯功能功能符號符號國標(biāo)國標(biāo) 慣用慣用 國外國外FAB1ABFABF 晶體管非門晶體管非門 (反相器反相器)符號符號電路電路原理原理VA VF T0V 5V 止止5V 0.3V 通通電位表：電位表：真值表真值表: A F 0 1 1 0實現(xiàn)實現(xiàn)了非了非邏輯邏輯功能功能實現(xiàn)實現(xiàn)了非了非邏輯邏輯功能功能ARbRcVcc( 5V)FT國標(biāo)國標(biāo) 慣用慣用 國外國外FA1AFFA 復(fù)合門復(fù)合門把單級門電路把單級門電路級聯(lián)級聯(lián)起來起來,構(gòu)成復(fù)合門構(gòu)成復(fù)合門,

7、如如:與非門、或非門等等與非門、或非門等等。異或門異或門YY與非門與非門YABY或非門或非門異或非門異或非門YYYY國標(biāo)國標(biāo) 慣用慣用 國外國外ABABABABABABABY&Y1Y=1Y=ABABABAB 正邏輯正邏輯 門電路的輸入、輸出電壓定義為：門電路的輸入、輸出電壓定義為： 負(fù)邏輯負(fù)邏輯說明：說明： 前面所述基本門電路均以正邏輯定義。前面所述基本門電路均以正邏輯定義。 同一個邏輯門電路，在不同邏輯定義下，同一個邏輯門電路，在不同邏輯定義下， 實現(xiàn)的邏輯功能不同。實現(xiàn)的邏輯功能不同。 數(shù)字系統(tǒng)中，不是采用正邏輯就是采用數(shù)字系統(tǒng)中，不是采用正邏輯就是采用 負(fù)邏輯，而負(fù)邏輯，而不能混合使用不

8、能混合使用。 本書中采用本書中采用正正邏輯系統(tǒng)。邏輯系統(tǒng)。低電位低電位 0高電位高電位 1 門電路的輸入、輸出電壓定義為：門電路的輸入、輸出電壓定義為：低電位低電位 1高電位高電位 0五、邏輯約定五、邏輯約定2 TTL集成門電路集成門電路(與非門與非門) 二極管二極管-晶體三極管邏輯門（晶體三極管邏輯門（DTL）集集 晶體三極管晶體三極管-晶體三極管邏輯門晶體三極管邏輯門 （TTL）成成 雙極型雙極型 射極耦合邏輯門射極耦合邏輯門 （ECL）邏邏 集成注入邏輯門電路集成注入邏輯門電路 （ ）輯輯 N溝道溝道MOS門門 (NMOS)門門 單極型單極型(MOS型型) P 溝道溝道MOS門門 (PM

9、OS) 互補互補MOS門門 (CMOS)LI2集成門電路按開關(guān)元件分類集成門電路按開關(guān)元件分類集成：把晶體管、電阻、和導(dǎo)線等封裝在一個芯片上。集成：把晶體管、電阻、和導(dǎo)線等封裝在一個芯片上。一、電路一、電路CBAF+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 多發(fā)射極多發(fā)射極輸入級輸入級中間中間倒相級倒相級推挽推挽輸出級輸出級輸入級由多發(fā)射極晶體管輸入級由多發(fā)射極晶體管T1和基極電組和基極電組R1組成，它組成，它實現(xiàn)了輸入變量實現(xiàn)了輸入變量A、B、C的與運算。的與運算。BFRD1D3Vcc（5V）D2ACD4中間級是放大中間級是放大級，由級，由T2、R2和和R3組成，組成

10、，T2的集電極的集電極C2和和發(fā)射極發(fā)射極E2可以可以分提供兩個相分提供兩個相位相反的電壓位相反的電壓信號信號C2E2輸出級：由輸出級：由T3、T4、T5和和R4、R5組成，其中組成，其中T3、T4構(gòu)成復(fù)合構(gòu)成復(fù)合管，與管，與T5組成推拉式輸出結(jié)構(gòu)組成推拉式輸出結(jié)構(gòu)，具有較強的負(fù)載能力。，具有較強的負(fù)載能力。“0”1VVb1=0.3+0.7=1VVb1=0.3+0.7=1V三個三個PN結(jié)結(jié)導(dǎo)通需導(dǎo)通需2.1V+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1VVV 3.63.60.3二、工作原理二、工作原理T1T1深飽和深飽和T2T2截止截止T5T5截止截止1. 輸入有低電平（輸入有

11、低電平（0.3V）時）時不足以讓不足以讓T2、T5導(dǎo)通導(dǎo)通+5VFR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC“0”1Vuouo=5-uR2-ube3-ube4 3.6V高電平！高電平！ 1. 輸入有低電平（輸入有低電平（0.3V）時）時(續(xù)續(xù))T1T1深飽和深飽和T2T2截止截止T5T5截止截止T3T3微飽和微飽和T4T4放大放大結(jié)論結(jié)論1:輸入有低時輸入有低時,輸出為高輸出為高T1:T1:倒置倒置全飽和導(dǎo)通全飽和導(dǎo)通Vb1=2.1VVc1=1.4V全反偏全反偏 1V截止截止+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 2. 輸入全為高電平（輸入全為高電平（3.6V）

12、時）時2.1V1.4VT1管管:Ve1=3.6V Vb1=2.1V Vc1=1.4VT1管在倒置工作狀態(tài)管在倒置工作狀態(tài)3.6VT2,T5管飽和導(dǎo)通,Vce2=0.3V所以:Vc2=1VT3:放大 Vb4=0.3V T4:截止0.3VT2:T2:飽和飽和T5:T5:飽和飽和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止放大放大+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC飽和飽和uF=0.3V 2. 輸入全為高電平（輸入全為高電平（3.6V）時）時(續(xù)續(xù))飽和飽和3.6VT1:T1:倒置倒置T2:T2:飽和飽和T5:T5:飽和飽和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止結(jié)論結(jié)論2:輸入全高時輸入

13、全高時,輸出為低輸出為低T5飽和,Vce5=0.3V工作原理小結(jié)工作原理小結(jié):輸入有低電平（輸入有低電平（0.3V）時）時 V VF F=3.6V=3.6V2. 輸入全為高電平（輸入全為高電平（3.6V）時）時 V VF F=0.3V=0.3VT1:T1:倒置倒置T2:T2:飽和飽和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止T5:T5:飽和飽和T1T1深飽和深飽和T2T2截止截止T3T3微飽和微飽和T4T4放大放大T5T5截止截止CBAF3. 邏輯功能邏輯功能3. 輸入多發(fā)射極的作用輸入多發(fā)射極的作用 TTLTTL集成門在輸入級采用集成門在輸入級采用晶體管晶體管多發(fā)射極多發(fā)射極，其作用是其作用是

14、: :1.1.參數(shù)一致性好參數(shù)一致性好; ;2.2.縮小體積縮小體積; ;3.3.縮短縮短T2T2從飽和向截止的轉(zhuǎn)換時間從飽和向截止的轉(zhuǎn)換時間加速轉(zhuǎn)換過程加速轉(zhuǎn)換過程。 ( (即加速輸入由全即加速輸入由全“1 1”輸入有輸入有“0 0”的轉(zhuǎn)換過程的轉(zhuǎn)換過程) )4. 推挽輸出電路的作用推挽輸出電路的作用輸出級采用輸出級采用推挽電路推挽電路提供比較大的帶負(fù)載能力提供比較大的帶負(fù)載能力.TTLTTL集成電路的外特性：集成電路的外特性：n電壓傳輸特性電壓傳輸特性 V VO O = = f(Vf(Vi i) )n輸入輸入/ /輸出特性輸出特性VOH輸出高電平，輸出高電平， VOL輸出低電平，輸出低電平

15、，VOFF關(guān)門電平，關(guān)門電平，VON開門電平：開門電平：VT門坎電平，門坎電平， 噪聲容限：噪聲容限：VNH ，VNL。 輸入伏安特性輸入伏安特性 ii = f（Vi）輸入負(fù)載特性輸入負(fù)載特性 Vi = f（Ri）開門電阻開門電阻 RON，關(guān)門電阻，關(guān)門電阻 ROFF輸出特性輸出特性 Vo = f（ io ）輸出低電平，輸出低電平， 輸出高電平輸出高電平輸入短路電流輸入短路電流IIS輸入漏電流輸入漏電流IIH灌電流灌電流 拉電流拉電流扇出系數(shù)扇出系數(shù)三、電壓傳輸特性三、電壓傳輸特性ViVo&VVVCC輸出電壓輸出電壓V VO O隨輸入電壓隨輸入電壓V Vi i變化的關(guān)系曲線，即變化的關(guān)系曲線，

16、即 V VO O = = f f(V(Vi i) )。測試電路測試電路傳輸特性曲線傳輸特性曲線V0(V)Vi(V)1233.6VBCDE0.6V 1.4V0A 電壓傳輸特性電壓傳輸特性電壓傳輸特性分析電壓傳輸特性分析V0(V)Vi(V)1233.6VBCDE0.6V 1.4V0ABCBC段：段：線性區(qū)，當(dāng)線性區(qū)，當(dāng)0.6VV0.6VVi i1.3V1.3V，0.7VV0.7VV b2 b21.4V1.4V時，時，T T2 2開始導(dǎo)通，開始導(dǎo)通，T T5 5仍截止，仍截止，V VC2C2隨隨V Vb2b2升高而下降，經(jīng)升高而下降，經(jīng)T T3 3、T T4 4兩級射隨器使兩級射隨器使V VO O下

17、降。下降。ABAB段：段：截止區(qū)截止區(qū), ,當(dāng)當(dāng)V VI I0.6V0.6V，V Vb1b11.3V1.3V時，時，T T2 2、T T5 5截止，輸出高電平截止，輸出高電平V VOH OH = 3.6V= 3.6VCDCD段：段：轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)折,V Vi i=1.4V,T2=1.4V,T2、T5T5飽和。飽和。DEDE段：段：飽和區(qū)飽和區(qū),V Vi i1.4V1.4VV VO O0.3V0.3V幾個參數(shù)幾個參數(shù)VOH輸出高電平：輸出高電平：VOL輸出低電平：輸出低電平：與非門輸入有低時，與非門輸入有低時，Vo VOH 產(chǎn)品規(guī)范值產(chǎn)品規(guī)范值:VOH2.4V典典 型型 值值: VOH3.6V標(biāo)準(zhǔn)高電平

18、標(biāo)準(zhǔn)高電平: VOH=VSH=2.4V與非門輸入全高時，與非門輸入全高時，Vo VOL 產(chǎn)品規(guī)范值產(chǎn)品規(guī)范值:VOL0.4V典典 型型 值值: VOL0.3V標(biāo)準(zhǔn)低電平標(biāo)準(zhǔn)低電平: VOL=VSL=0.4V1. VOH 和和 VOL都是對具體門輸出高、低電平都是對具體門輸出高、低電平電壓值電壓值的的 要求。要求。2.高電平表示一種狀態(tài)，低電平表示另一種狀態(tài)，高電平表示一種狀態(tài)，低電平表示另一種狀態(tài)， 一種狀態(tài)對應(yīng)一定的電壓范圍，而不是一個固定值。一種狀態(tài)對應(yīng)一定的電壓范圍，而不是一個固定值。說明：說明：0V5V2.4VVSLVSH0.4V幾個參數(shù)（續(xù)）幾個參數(shù)（續(xù)）VOFF關(guān)門電平：關(guān)門電平：

19、VON開門電平：開門電平：VT門坎電平：門坎電平：與非門在保證輸出為高電平時，與非門在保證輸出為高電平時，允許的最大輸入低電平值。允許的最大輸入低電平值。 VOFF0.8V與非門在保證輸出為低電平時，與非門在保證輸出為低電平時，允許的最小輸入高電平值。允許的最小輸入高電平值。 VON2 VVVVVOFFONT4 . 12此時輸入有低此時輸入有低此時輸入全高此時輸入全高噪聲容限噪聲容限VSHVONVOFFVSLVNHVNL1100定義：定義：高電平噪聲容限高電平噪聲容限VNH VSH VON 2.420.4V低電平噪聲容限低電平噪聲容限VNL VOFF VSL 0.80.4V0.4V在保證在保證

20、輸出輸出高、低電平高、低電平性質(zhì)性質(zhì)不變不變的條件下，輸入電平的允許波動的條件下，輸入電平的允許波動范圍稱為范圍稱為輸入端噪聲容限輸入端噪聲容限。四、輸入四、輸入/ /輸出特性輸出特性 輸入伏安特性：輸入電壓與輸入電流之間的關(guān)系曲線，輸入伏安特性：輸入電壓與輸入電流之間的關(guān)系曲線，即即ii = f（Vi）+5VR2R13kT2T1ViIR1Ii-1.4mA1.4Vii3.6ViVIISIIH=50A測試電路測試電路特性曲線特性曲線輸入伏安特性輸入伏安特性(續(xù)續(xù)1) 輸入短路電流輸入短路電流IISVi = 0V時由輸入端流出的電流。時由輸入端流出的電流。 mA. K.RVVIbeCCIS4137

21、05 11+5VR2R13kT2T1ViIR1IiIIS-1.4mAVi = 01.4V時時, IC1變化很小變化很小, Ii的的絕對值也只略有絕對值也只略有減少。減少。ii3.6ViV1.4V設(shè)定設(shè)定正方正方向向輸入有低輸入有低,T2截止。截止。輸入伏安特性輸入伏安特性(續(xù)續(xù)2)輸入漏電流輸入漏電流IIH（輸入高電平電流）（輸入高電平電流）+5VR2R13kT2T1ViIR1Ii-1.4mAIC1假定假定正方正方向向Vi = 3.6V時時,由輸入端流入的電流。由輸入端流入的電流。IIH=50Aii3.6ViVIIS1.4VIIHVi 1.4V時時, T2始始導(dǎo)通，導(dǎo)通，IC1迅速增迅速增大大

22、 Ii迅速減小。迅速減小。= 3.6V輸入全高，輸入全高，T1倒置，倒置，Ii流入流入T1即輸入端通過電阻即輸入端通過電阻R接地時的特性接地時的特性輸入端輸入端“1”,“0”？+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 輸入負(fù)載特性輸入負(fù)載特性ViRIViVT=1.4V 時時,相當(dāng)輸入低電平相當(dāng)輸入低電平，所以輸出為高電平。所以輸出為高電平。)U5(RRRV1be1iRR33 . 4R較小時較小時R增大時增大時RVi=VT 時，輸入變高，時，輸入變高，輸出變低電平。此時輸出變低電平。此時Vi1.4V。1.4ViVR0+5VR13kT1ABCRiViVi=VT 時，時，T

23、2、T5導(dǎo)通，導(dǎo)通，Vb12.1V,使使Vi鉗在鉗在1.4V。R單位單位: K 懸空的輸入端懸空的輸入端（Ri）相當(dāng)于接相當(dāng)于接高高電平。電平。2. 為了防止干擾，可將懸空的輸入為了防止干擾，可將懸空的輸入端接高電平（如端接高電平（如Vcc）。）。開門電阻開門電阻 RON關(guān)門電阻關(guān)門電阻 ROFF在保證與非門輸出為在保證與非門輸出為低低時，時，允許輸入電阻允許輸入電阻R R的最的最小小值。值。在保證與非門輸出為在保證與非門輸出為高高時，時，允許輸入電阻允許輸入電阻R R的最的最大大值。值。RON2 KROFF0.8 K當(dāng)當(dāng)RI RON時時，相當(dāng)輸入高電平。相當(dāng)輸入高電平。當(dāng)當(dāng)RI ROFF時時

24、，相當(dāng)輸入低電平。相當(dāng)輸入低電平。輸出特性輸出特性輸出低電平輸出低電平說明說明:輸出為低輸出為低,灌電流負(fù)載。灌電流負(fù)載。ILFT4T5RLVCCIL0VOL20mA0.4V T5飽和飽和,Rce5很小很小,故故IL上升時上升時,VOL上升很慢上升很慢,基本呈線性關(guān)系。基本呈線性關(guān)系。當(dāng)當(dāng)VOL VSL0.4V后，后，低低電平輸電平輸出邏輯關(guān)系被破壞出邏輯關(guān)系被破壞,故故IL灌灌受限制。受限制。輸出高電平輸出高電平+5VFR4R5T3T4T5RLIL說明說明:輸出為高輸出為高, ,拉電流負(fù)載。拉電流負(fù)載。I IL L較小時較小時,T3,T3處在淺飽和區(qū)處在淺飽和區(qū)( (V VCE3CE3 較大

25、較大) )，I IL LI IR4R4 V VR4R4 V VCE3CE3 VVO O基本不變?；静蛔儭．?dāng)當(dāng)I IL L5mA5mA后后,T3,T3進入飽和區(qū)，進入飽和區(qū)， V VCE3CE3V VCES3CES3保持不變，保持不變，V VO O隨隨I IL L上升而下降。上升而下降。IL0VO3.6V2.4V20mA5mAIR4當(dāng)當(dāng)V VOLOLV VSHSH2.4V2.4V后后, ,高高電平輸出電平輸出邏輯關(guān)系被破壞邏輯關(guān)系被破壞, ,故故I IL L拉拉 受限制。受限制。門電路輸出驅(qū)動同類門的個數(shù)門電路輸出驅(qū)動同類門的個數(shù)+5VR4R2R5T3T4T1前級前級T1T1前級輸出為前級輸出

26、為 高電平時高電平時拉電流負(fù)載。拉電流負(fù)載。 IiH1IiH3IiH2IOH 扇出系數(shù)扇出系數(shù)因因IL拉拉受限制，故負(fù)載數(shù)量有限。受限制，故負(fù)載數(shù)量有限。+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1前級前級IOLIiL1IiL2IiL3前級輸出為前級輸出為 低電平時低電平時灌電流負(fù)載。灌電流負(fù)載。 因因IL灌灌受限制，故負(fù)載數(shù)量有限。受限制，故負(fù)載數(shù)量有限。輸出低電平時，流入前級的電流（灌電流）：輸出低電平時，流入前級的電流（灌電流）：21iLiLOLIII輸出高電平時，前級流出的電流（拉電流）：輸出高電平時，前級流出的電流（拉電流）：21iHiHOHIII一般與非門的扇出系數(shù)為一般與非門的扇出

27、系數(shù)為8。 由于由于IOL、IOH的限制，每個門電路輸出端所的限制，每個門電路輸出端所帶門電路的個數(shù)有限，一般帶門電路的個數(shù)有限，一般 N灌灌N拉。拉。工作速度工作速度tuiotuoo50%50%tpd1tpd2平均傳輸時間平均傳輸時間)(2121pdpdpdttt主要性能主要性能五、主要性能和主要參數(shù)五、主要性能和主要參數(shù)改進措施改進措施主要取決于存儲時間主要取決于存儲時間ts，5管門電路管門電路 tpd40ns有源泄放有源泄放抗飽和電路抗飽和電路+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5TTL與非門的改進與非門的改進存在問題存在問題：TTLTTL門電路工作速度相對較快，但由于當(dāng)輸門電

28、路工作速度相對較快，但由于當(dāng)輸出為低電平時出為低電平時T T5 5工作在深度飽和狀態(tài)，當(dāng)輸出由低轉(zhuǎn)工作在深度飽和狀態(tài)，當(dāng)輸出由低轉(zhuǎn)為高電平，由于在基區(qū)和集電區(qū)有存儲電荷不能馬上為高電平，由于在基區(qū)和集電區(qū)有存儲電荷不能馬上消散，而影響工作速度消散，而影響工作速度。有源泄放有源泄放由由T6、R6和和R3構(gòu)成的構(gòu)成的有源泄放電路來代替有源泄放電路來代替T2射極電阻射極電阻R3R3R6T6 可能工作在飽和狀可能工作在飽和狀態(tài)下的晶體管態(tài)下的晶體管T T1 1、T T2 2、T T3 3、T T5 5都用帶有都用帶有肖特肖特基勢壘二極管基勢壘二極管（SBDSBD）的三極管代替，以限的三極管代替，以限制

29、其飽和深度，提高制其飽和深度，提高工作速度。工作速度。平均平均 tpd2 24ns4ns抗飽和電路抗飽和電路SBDSBD特點：特點：與普通二極管一樣，具與普通二極管一樣，具有單項導(dǎo)電性；有單項導(dǎo)電性；開啟電壓低，約開啟電壓低，約0.4V0.4V；多數(shù)載流子導(dǎo)電，電荷多數(shù)載流子導(dǎo)電，電荷存儲效應(yīng)小。存儲效應(yīng)小。原理：原理：當(dāng)當(dāng)V Vbcbc0.4V0.4V時時,SBD,SBD導(dǎo)通導(dǎo)通, ,將將I Ib b分流分流, ,避免避免T T進入深飽和。進入深飽和。原理：當(dāng)Vbc0.4V時,SBD導(dǎo)通,將Ib分流,避免T進入深飽和。主要性能（續(xù)）主要性能（續(xù)）負(fù)載能力：負(fù)載能力：空載功耗空載功耗:抗干擾能

30、力抗干擾能力:扇出系數(shù)扇出系數(shù) N8低電平抗干擾能力低電平抗干擾能力VNL0.4V高電平抗干擾能力高電平抗干擾能力VNH0.4V截止功耗截止功耗 POFF : 較小較小導(dǎo)通功耗導(dǎo)通功耗 PON :較大較大, PON =幾十毫瓦幾十毫瓦工作速度工作速度:典型典型 tpd40ns主要參數(shù)主要參數(shù):自學(xué)自學(xué)TTL系列說明系列說明發(fā)展方向發(fā)展方向:S:抗飽和抗飽和L:低功耗低功耗H:高速高速A:先進工藝先進工藝通用系列通用系列74系列系列54系列系列軍品軍品: -55125 工品工品: -4085 民品民品: 075 TTL10ns/10mw7400HTTL6ns/22mw74H00STTL3ns/1

31、9mw74S00ASTTL1.5ns/19mw74AS00LTTL33ns/1mw74L00LSTTL10ns/2mw74LS00ALSTTL4ns/1mw74ALS00高速、低功耗高速、低功耗+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1六、二種特殊門六、二種特殊門集電極開路門集電極開路門(OC門門)電路電路無無T3,T4VCC2RL 負(fù)載電阻負(fù)載電阻VCC11.正常使用時，輸出端必須外接正常使用時，輸出端必須外接負(fù)載電阻負(fù)載電阻RL。2. VCC1和和VCC2可以不等?？梢圆坏取＜姌O懸空集電極懸空普通門電路普通門電路集電極開路門電路集電極開路門電路FABC&符號符號&ABC

32、FCBAF&VCCF1F2F3FF=F1F2F3RL輸出級輸出級 VCCRLT5T5T5 F直接將兩個邏輯直接將兩個邏輯門的輸出連接起門的輸出連接起來，實現(xiàn)與的邏來，實現(xiàn)與的邏輯功能。輯功能。 OC門的用途門的用途1) 實現(xiàn)實現(xiàn)“線與線與”功功能能F=F1F2F3?任一導(dǎo)通任一導(dǎo)通F=0VCCRLF1F2F3F (1)F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3有有低電平時低電平時全部截止全部截止F=1F=F1F2F3?所以：所以：F=F1F2F3VCCRLF1F2F3F (2)F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3全全部高電平時部高電平時1. 一般的一般的TTL與非門與非門能否能否線與？線與？不能2)電平轉(zhuǎn)移功能電平轉(zhuǎn)移功能TTL電平電平“

33、1”3.6V“0”0.3V轉(zhuǎn)移電平轉(zhuǎn)移電平“1”10V“0” 0.3V&VCC2 =10VF1F RLVCC1=5V上拉電阻上拉電阻RL的確定的確定RL的取值范圍根據(jù)其所帶負(fù)載而定。的取值范圍根據(jù)其所帶負(fù)載而定。RLVCC- VOH(min)nIOH + mIIHVCC-VOL(max)IOL-mIIS（自看）（自看）三態(tài)門電路三態(tài)門電路 通常數(shù)字邏輯是二值的，即僅通常數(shù)字邏輯是二值的，即僅0，1值，值，其所對應(yīng)電路的輸出電平是高、低兩種狀態(tài)。其所對應(yīng)電路的輸出電平是高、低兩種狀態(tài)。在實際電路中，還有一種輸出為高阻抗的狀態(tài)在實際電路中，還有一種輸出為高阻抗的狀態(tài)(既非高電平又非低電平的狀態(tài)既非

34、高電平又非低電平的狀態(tài)) ，被稱之為第，被稱之為第三狀態(tài)。于是數(shù)字電路的輸出就有：三狀態(tài)。于是數(shù)字電路的輸出就有：0、1和和Z（高阻）的三種狀態(tài)。具有這種功能輸出的電（高阻）的三種狀態(tài)。具有這種功能輸出的電路稱三態(tài)邏輯電路或稱路稱三態(tài)邏輯電路或稱三態(tài)門電路三態(tài)門電路。+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB DE 電路電路E稱為控制端、使能端稱為控制端、使能端1截止截止ABF +5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB 原理原理E 結(jié)論結(jié)論：E1時，電路具備自時，電路具備自身邏輯功能身邏輯功能E=1截止截止截止截止高阻態(tài)高阻態(tài)+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T

35、5AB 原理（續(xù)）原理（續(xù)）E 0導(dǎo)通導(dǎo)通結(jié)論結(jié)論： E0時，電路輸出為時，電路輸出為高阻狀態(tài)。高阻狀態(tài)。FZ（高阻）（高阻）1V1VE=0輸輸出出高高阻阻0E1EABF 功能表功能表低電平起作用低電平起作用符號符號高電平起作用高電平起作用輸輸出出高高阻阻0E1EABF 功能表功能表&ABFE&ABFE 分時控制各個門的分時控制各個門的CS端，就可端，就可以讓各個門的輸出信號分別進入以讓各個門的輸出信號分別進入總線?？偩€。 同一時刻，只允許一個門進入同一時刻，只允許一個門進入總線。其他門必須保持為高阻狀總線。其他門必須保持為高阻狀態(tài)態(tài)三態(tài)門用途三態(tài)門用途1總線總線&A3B3CS3&A2B2CS2&A1B1CS1&A4B4 注意和注意和OC門門線與線與的區(qū)別！的區(qū)別！ 總線連接電路總線連接電路422BBAF 兩個三態(tài)門組成的電路，兩個三態(tài)門組成的電路，門門1為低電平使能為低電平使能門門2為高電平使能為高電平使能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸雙向傳輸E=0，門1導(dǎo)通，門2禁止，數(shù)據(jù)從ABE=1，門2導(dǎo)通，門1禁止，數(shù)據(jù)從BA三態(tài)門用途（續(xù)）三態(tài)門用途（續(xù)）多余端處理多余端處理防止干擾信號引入、穩(wěn)定可靠；不改