《L集成逻辑门电路》PPT课件.ppt

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1、3.3.1 TTL3.3.1 TTL与非门与非门 低功耗肖特基系列低功耗肖特基系列 3.3 TTL3.3 TTL集成逻辑门电路集成逻辑门电路3.3.4 TTL3.3.4 TTL数字集成电路系列数字集成电路系列 3.3.3 3.3.3 其它功能的其它功能的TTL门电路门电路3.3.5 TTL3.3.5 TTL集成逻辑门的使用注意事项集成逻辑门的使用注意事项 10/29/20221复习复习1、三极管饱和导通相当于开关是什么状态？2、什么是状态赋值？3、二极管与门、或门有何优点和缺点？10/29/202223.3 TTL3.3 TTL集成逻辑门电路集成逻辑门电路TTL集成逻辑门电路的输入和输出结构均

2、采用半导体三极管，所以称晶体管晶体管逻辑门电路，简称TTL电路。简单了解TTL与非门的电路及工作原理，重点掌握其特性曲线和主要参数（应用所需知识）。10/29/20223一、一、TTLTTL与非门的工作原理与非门的工作原理1.电路组成图3-9 TTL与非门电路及逻辑符号 3.3.1 TTL3.3.1 TTL与非门与非门 10/29/20224(1)输入级当输入有一个或数个为低电平时，uIL，发射结正向导通，uB1=1.0V;当输入全为高电平时，uIH，发射结受后级电路的影响将反向截止。uB1由后级电路决定。10/29/20225(2)中间级反相器VT2实现非逻辑反相输出同相输出向后级提供反相与

3、同相输出。输入高电 压时饱和输入低电压时截止10/29/20226(3)输出级（推拉式输出）VT3为射极跟随器低输入高输入饱和截止低输入高输入截止导通10/29/202272.工作原理（1）当输入全为高电平时，uI，VT1处于倒置工作状态，集电结正偏，发射结反偏，uB1，VT2和VT4饱和，输出为低电平uO。10/29/20228（2）当输入端有一个或数个为低电平时，uI，VT1发射结导通，uB1=0.3V+0.7V=1V，VT2和VT4均截止，VT3和VD导通,输出高电平：uO=VCC-UBE3-UD1V3.6V0.3V10/29/20229(3)采用推拉式输出级利于提高开关速度和负载能力

4、VT3组成射极输出器，优点是既能提高开关速度，又能提高负载能力。当输入高电平时，VT4饱和，uB3=uC2=0.3V+0.7V=1V，VT3和VD截止，VT4的集电极电流可以全部用来驱动负载。当输入低电平时，VT4截止，VT3导通(为射极输出器)，其输出电阻很小，带负载能力很强。可见，无论输入如何，VT3和VT4总是一管导通而另一管截止。这种推拉式工作方式，带负载能力很强。10/29/2022101、电压传输特性：输出电压uO与输入电压uI的关系曲线。特性曲线如下：图3-10 CT74S与非门的电压传输特性转折区饱和区VT4饱和，称开门二、二、电压传输特性和噪声容限二、电压传输特性和噪声容限V

5、T4截止，称关门截止区10/29/2022112.结合电压传输特性介绍几个参数 (1)输出高电平UOH 典型值为3V3V。(2)输出低电平UOL 典型值为。10/29/202212(3)开门电平UON在保证输出为标准低电平USL时，允许输入高电平的最小值，用UON表示。(4)关门电平UOFF 在保证输出为标准高电平USH时，允许输入低电平的最大值，用UOFF表示。10/29/202213(5)阈值电压UTH 电压传输特性曲线转折区中点所对应的uI值称为阈值电压UTH（又称门槛电平）。通常UTH。(6)输入噪声容限（UNL和UNH）输入噪声容限也称抗干扰能力，它反映门电路在多大的干扰电压下仍能正

6、常工作。UNL和UNH越大，电路的抗干扰能力越强。10/29/202214 低电平噪声容限（低电平正向干扰范围）UNL=UOFF-UIL UIL为电路输入低电平的典型值（）（）若UOFF=1V，则有 UNL=1-0.3=0.7(V)高电平噪声容限（高电平负向干扰范围）UNH=UIH-UON UIH为电路输入高电平的典型值（3V）若UON，则有 UNH=3-1.2=1.8(V)10/29/202215图3-11 输入负载特性曲线（a）测试电路 （b）输入负载特性曲线 TTL与非门的输入端对地接上电阻RI 时，uI随RI 的变化而变化的关系曲线。三、输入负载特性10/29/202216在一定范围内

7、，u uI I随R RI I的增大而升高。但当输入电压u uI I达到以后，u uB1B1，R RI I增大，由于u uB1B1不变，故u uI I 也不变。这时VTVT2 2和VTVT4 4饱和导通，输出为低电平。虚框内为TTL与非门的部分内部电路 10/29/202217RI 不大不小时，工作在线性区或转折区。RI 较小时，关门，输出高电平；RI 较大时，开门，输出低电平；ROFFRONRI 悬空时？10/29/202218(1)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。(2)开门电阻RON 在保证门电路输出为额定

8、低电平的条件下，所允许RI 的最小值称为开门电阻。典型的TTL门电路RON。数字电路中要求输入负载电阻RI RON或RI ROFF，否则输入信号将不在高低电平范围内。振荡电路则令 ROFF RI RON使电路处于转折区。10/29/202219四、输出负载特性 指输出电压与输出电流之间的关系曲线。1、输出高电平时的输出特性负载电流iL不可过大，否则输出高电平会降低。图3-12 输出高电平时的输出特性（a）电路 （b）特性曲线拉电流负载10/29/202220图2-14输出低电平时的输出特性（a）电路 （b）特性曲线2、输出低电平时的输出特性负载电流iL不可过大，否则输出低电平会升高。一般灌电流

9、在20 mA以下时，电路可以正常工作。典型TTL门电路的灌电流负载为12.8 mA。灌电流负载10/29/202221五、平均传输延迟时间tpd 平均传输延迟时间tpd表征了门电路的开关速度。tpd=（tpLH+tpHL）/2 图3-13 TTL与非门的平均延迟时间 10/29/2022223.3.2 3.3.2 低功耗肖特基系列低功耗肖特基系列 低功耗肖特基与非门有如下特点：1、功耗低 其功耗约为2W，仅为CTS系列的1/10。2、工作速度高。为了提高工作速度，电路采用了以下措施：（1）、采用了抗饱和三极管和由V6、RB和 RC组成的有源泄放电路；（2）、输入级的多发射极三极管改用没有电荷存

10、储效应的肖特基势垒二极管SBD代替；（3）、在输出级和中间级之间接入了两个SBD。10/29/202223为何要采用集电极开路门呢？推拉式输出电路结构存在局限性。首先，输出端不能并联使用。若两个门的输出一高一低，当两个门的输出端并联以后，必然有很大的电流同时流过这两个门的输出级，而且电流的数值远远超过正常的工作电流，可能使门电路损坏。而且，输出端也呈现不高不低的电平，不能实现应有的逻辑功能。3.3.3 3.3.3 其它功能的其它功能的TTL门电路门电路一、集电极开路与非门（一、集电极开路与非门（OCOC门门）10/29/202224图3-14 集电极开路门及其逻辑符号1、OC门的工作原理OC门

11、工作时需要在输出端和电源之间外接一个上拉电阻。其工作原理如下：当A、B、C全为高电平时VT2和VT5饱和导通，输出低电平；当A、B、C有低电平时，VT2和VT5截止，输出高电平。因此OC门具有与非功能，其逻辑表达式为：集电极开路10/29/2022252 2、OCOC门的应用门的应用（1）实现线与功能实现线与功能（2）驱动显示器驱动显示器驱动显示器驱动显示器（如图3-16）（3）实现电平转换实现电平转换（如：图3-17）图3-15 用OC门实现线与图3-16图3-1710/29/202226二、三态输出门电路（二、三态输出门电路（二、三态输出门电路（二、三态输出门电路（TSTS门）门）门）门）

12、三态门电路的输出有三种可能出现的状态：高电平、低电平、高阻。悬空、悬浮状态，又称为禁止状态。测电阻为，故称为高阻状态。测电压为0V，但不是接地。测其电流也为0A。何为高阻状态？10/29/202227(1)三态门的电路结构1三态门的工作原理图3-18电路结构10/29/202228(2)三态门的工作原理01截止YAB EN=0时，时，电路为正常的与非工作状态，所以称控制端低电平有效。当EN=1时，门电路输出端处于悬空的高阻状态。10/29/202229控制端高电平有效的三态门(3)逻辑符号控制端低电平有效的三态门用“”表示输出为三态。高电平有效低电平有效10/29/202230（2）用三态门构

13、成双向总线EN1、EN2、EN3轮流为高电平，且任何时刻只有一个三态门工作，则三个门电路轮流将信号送到总线上。当EN=1时，G2呈高阻态，G1工作，输入数据D0经G1反相后送到总线上；当EN=0时，G1呈高阻碍态，G2工作，总线上的数据D1经G2反相后输出。（1 1）用三态门构成单向总线）用三态门构成单向总线2 2、三态门的应用、三态门的应用10/29/202231一、CT54系列和CT74系列二、TTL集成逻辑门电路的子系列 1、CT74标准系列 2、CT74H高速系列 3、CT74L低功耗系列 4、CT74S肖特基系列 5、CT74LS低功耗肖特基系列 6、CT74AS先进肖特基系列 7、CT74ALS先进低功耗肖特基系列3.3.4 TTL3.3.4 TTL数字集成电路系列数字集成电路系列 10/29/202232一、电源电压及电源干扰的消除二、输出端的连接三、闲置输入端的处理四、电路安装接线和焊接应注意的问题五、调试中应注意的问题3.3.5 TTL3.3.5 TTL集成逻辑门的使用注意事项集成逻辑门的使用注意事项 10/29/202233作业题作业题P64思考题10/29/202234