+VCC（+ 5V） Rc 2 1.6kΩ Rc 4 130Ω
3 1
1V
3
2.1V
截止 T 24
D
1
1.4V 3 1
T1 倒置状态
截止 Vo
输出为低电平。
T2 2
饱和
0.7V 1
Re 2 1K
3
T3 2
0.3V
饱和
（2）输入有低电平0.3V 时。
由于T4和D导通，所以： 该发射结导通，VB1=1V。T2、T3都截止。 VO≈VCC-VBE4-VD =5-0.7-0.7=3.6（V） 忽略流过RC2的电流，VB4≈VCC =5 V 。 实现了与非门的逻辑 功能的另一方面： 输入有低电平时， 输出为高电平。
D 1 D
+VCC （+ 5V ） R 3kΩ
0V 5V
D2
p 5V
1
L
D2
解决办法：
将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路
组合起来。
+V CC （+5V） R 3kΩ
D
Rc 1kΩ
D 4
A B
1
P
Rb
D5
3 1
L
T 2
D2
R1 4.7kΩ
三、DTL与非门电路
工作原理：
（1）当A、B、C全接为高电平5V时，二极管D1～D3都截止，而D4、 D5和T导通，且T为饱和导通， VL=0.3V，即输出低电平。 （2）A、B、C中只要有一个为低电平0.3V时，则VP≈1V，从而使D4、 D5和T都截止，VL=VCC=5V，即输出高电平。 所以该电路满足与非逻辑关系，即：
+V
CC （+5V）
RC Rb
3 1 T 2
L
A
1
L=A
A
1
L=A
A
非逻辑真值表 输 0V 5V 入 输 出 VL（V） 5V 0V 输 A 0 1 入 输 出 L 1 0 VA（V）
二极管与门和或门电路的缺点：
（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值
的情况。
（2）负载能力差。
+VCC （+ 5V ） R 3kΩ
1．TTL与非门提高工作速度的原理
（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。
+VCC Rc 2 i B1 1V R b1 4kΩ
1
1.6kΩ
3.6V A B C 0.3V
3
1.4V
1
3
T1 β iB1 0.7V
T2 2
3 1
Vo T3 2
Re 2 1kΩ
（ 2 ）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速
t PLH t PHL t pd 2
一般TTL与非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒～十几个纳秒。
三、TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力
+V CC R b1 4kΩ
1
Rc 2 1.6kΩ
1
3
Rc 4 130Ω
T 24
D 3
1．电压传输特性曲线： Vo=f（Vi）
Vo
4.0 3.5 3.0Βιβλιοθήκη 3 1Vo T3 2
输入级
中间级
输出级
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。 由于T3饱和导通，输出电压为： T2、T3饱和导通，
由于T2饱和导通，VC2=1V。
T4和二极管D都截止。 实现了与非门的逻 辑功能之一： 输入全为高电平时，
A B C 3.6V R b1 4kΩ
VO=VCES3≈0.3V
给负载电容充放电。
+VCC（+ 5V ） Rc 4 T4
1 3 2
+VCC（+ 5V ） Rc 4 T4
1 3 2
导通
D
截止 充电 Vo
D
导通 T3
1 3 2
截止 T3
1
Vo
3 2
截止
CL
导通
放电
CL
2．TTL与非门传输延迟时间tpd
Vi
Vo
t PHL
t PLH
导通延迟时间tPHL——从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的 中点所经历的时间。 截止延迟时间tPLH——从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的 中点所经历的时间。 与非门的传输延迟时间tpd：
+VCC Rc 2 R b1 4kΩ 3.6V 1.6kΩ Rc 4 130Ω
3 1
5V
3
综合上述两种情况， 该电路满足与非的 逻辑功能，即：
导通 T 24
1V
4.3V
D 3 1
1
导通 Vo
L A B C
A B C 0.3V
T1 饱和
T2 2
截止
3 1
3.6V
T3 2 截止
Re 2 1kΩ
二、TTL与非门的开关速度
2.1 基本逻辑门电路
一、二极管与门和或门电路
1．与门电路
+VCC （+ 5V ） R 3kΩ L D2 B
&
输
入
输出
VA（V）
0V 0V 5V 5V
VB（V） VL（V）
0V 5V 0V 5V 0V 0V 0V 5V
D1 A
与逻辑真值表 输 A 0 0 1 1 入 B 0 1 0 1 输出 L 0 0 0 1
L A B C
Rc 1kΩ
+VCC（+ 5V） R 3kΩ
D
A B C
1
P
D
4
D5
3 1
L
T 2
D2 D 3
R1 4.7kΩ
2.2
TTL逻辑门电路
+VCC（+5V ） 1kΩ
3 1
一、TTL与非门的基本结构及工作原理 Rc R
3kΩ 1．TTL与非门的基本结构
D
A B C
1
P
D
4
D5
L
T 2
D2 D 3
R1 4.7kΩ
+VCC （+ 5V ） Rb1
+VCC （+5V） R b1
A B C
N N N
P P P
P
N
1
3
A B C
T1
TTL与非门的基本结构
+V CC （+5V ） Rc 2 R b1 4kΩ
1
1.6kΩ Vc 2
1
Rc 4 130Ω
3
T 24
D
3 3 1
A B C
T1
T2 2 Ve 2 Re 2 1kΩ
A B
L=A· B
2．或门电路
D1 A B D2 R 3kΩ L
输 VA（V） 0V 0V 5V 5V
入
输出
VB（V） VL（V） 0V 5V 0V 5V 0V 5V 5V 5V
或逻辑真值表 输 入 B 0 1 0 1 输出 L 0 1 1 1
A B
≥1 L=A+B
A 0 0 1 1
二、三极管非门电路
（1 ）输出高电平电压 VOH ——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的 输出电压。VOH的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最
小值VOH（min）=2.4V。
（2 ）输出低电平电压 VOL ——在正逻辑体制中代表逻辑“0”的 输出电压。VOL的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最 大值VOL（max）=0.4V。 （3）关门电平电压 VOFF——是指输出电压下降到 VOH（min）时对
3 1 3
A B C V i
T1
T2 2
1
Vo (V)
Re 2 1K
T3 2
A B C
2.4V
V O H （ m i n 2.5 ）
2.0 1.5 1.0
V O L （ m a x0.5 ）
0.4V
D
1.0
E
4.0
0.5
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Vi (V)
V OFF V ON
2．几个重要参数