第二章 逻辑门电路
内容概述 第一节 标准TTL与非门 第二节 其它类型TTL门电路 第三节 ECL逻辑门电路 第四节 I2 L逻辑门电路 第五节 NMOS逻辑门电路 第六节 CMOS逻辑门电路 第七节 逻辑门的接口电路 小结
BJT : Bipolar Junction Transistor TTL : Transistor-Transistor Logic ECL : Emitter-Coupled Logic CMOS : Complementary Metal-Oxide-Semiconductor I2L : Integrated Injection Logic
A B
TTL与非门的外特性及主要参数 4. 关门电平U ： OFF 和输出低电平 1. 输出高电平 U U
C
D
E
TTL与非门的外特性及主要参数 5. 噪声容限
TTL与非门的外特性及主要参数 外特性：指的是电路在外部表现出来的各种特性。 掌握器件的外特性及其主要参数是用户正确使用、维护 和设计电路的重要依据。 介绍手册中常见的特性曲线及其主要参数。
TTL与非门的外特性及主要参数
性区 区： . 6≤V ≤UI， ≤1.3V， 截线 止 ：当 当0 U 0.6V I 0.7V ≤U时， T2导通，T5 （一）电压传输特性 b2＜1.4V Ub1 ≤1.3V T2、时， T5 截止， 饱和区：UI继续升高， T1进入UC2随 仍截止， U 输出高电平 = 3.6V 。 b2 升高而下降， OH TTL 与非门输入电压 U 与输出电压 U 之间的关系曲线， I O 转折区：当 UI≥1.3V 倒置工作状态 U时， ，此时 经T 射随器使 UO下降。 b1=2.1V 4 即 U = f （ U ）。 O T 、T I 输入电压略微升高，输出 2 5饱和，T4截止，输出低 电平UOL = 0.3V T ，且 电压急剧下降，因为 2、 UO不随UI 的增大而变化。 T4 、 T 5均处于放大状态。
TTL与非门工作原理
• 输入端至少有一个 （设A端）接低电平： T1 管 : A 端发射结导通， UB1 = UA + UBE1 = 1V， 其它 发 射 结 反 偏 截 止 。 因为UB1 =1V, 所以 T2、 T5截止, UC2≈Ucc=5V。 T4：工作在放大状态 电路输出高电平：
U OH = U CC − U R 2 − U be 4 − U D 3
TTL 与非门电路组成 极晶体管 T1、二极管 中间级由T2、R2和R3组成。 D1、D2和电阻 R1 组成 T 的集电极 C 和发射极E 分别
。实现输入变量 A、 B 提供两个相位相反的电压信号。 的与运算。
2 2 2
输入级由多发射
输出级由D3、T4、T5和电阻 R4组成。T4与T5组成推拉式输出 结构，具有较强的负载能力。
F = A⋅ B
TTL与非门工作速度
存在的问题：一是与非门内部晶体管工作在饱和状态对 电路开关速度产生影响，二是与非门输出端接容性负载 时对工作速度产生影响。 采取的措施： 1. 采用多发射极晶体管T1，加速T2管脱离饱和状态。 2. T4和T5同时导通，加速T5管脱离饱和状态。
3. 降低与非门的输出电阻，减小对负载电容的充电时间。
按集成度分
MOS集成逻辑门 SSI：＜100个等效门 MSI：＜103个等效门 LSI ：＜104个等效门 VLSI：＞104个以上等效门
本章内容： 集成逻辑门的基本结构、工作原理； 集成逻辑门的外部特性、参数及其接口电路。
第一节 标准TTL与非门
TTL与非门电路组成 TTL与非门工作原理 TTL与非门工作速度 TTL与非门外特性及主要参数 TTL标准与非门的改进型 TTL集成电路产品
第二章 逻辑门电路
1.数字电路中的BJT工作在何种工作状态? 2.影响BJT开关速度的因素有哪些? 3.各种逻辑门电路的优缺点是什么？ 4.TTL门电路驱动CMOS门电路是否需要加接口电路?
内容概述 集 成 逻 辑 门
TTL、ECL I2L、HTL
双极型集成逻辑门 按器件类型分
PMOS NMOS CMOS
0.3V
TTL与非门工作原理
• 输入端全接高电平， 输出为低电平。 • 输入端至少有一个接 低电平时，输出为高 电平。 由此可见，电路的 输出与输入之间满足 与非逻辑关系：
T1：倒置放大状态 T2：饱和状态 T4：截止状态 T5：深度饱和状态 T1：深度饱和状态 T2：截止状态 T4：放大状态 T5：截止状态
0.3V 3.6V
1VBiblioteka 5V 3.6V≈ （5-0.7-0.7）V = 3.6V
TTL与非门工作原理
• 输入端全接高电平： T1:UB1= UBC1+UBE2+UBE5 = 0.7V×3 = 2.1V T1：发射结反偏，集电 极正偏，工作在倒置放 大状态且T2 、T5导通。 T2：工作在饱和状态 T4：UC2 = UCES2 + UBE5 ≈1V，T4截止。 T5：处于深饱和状态 电路输出低电平： UOL = 0.3V 3.6V 3.6V 2.1V
： 3.阈值电压 开门电平 U ： 2. U ： OH OL ON TH 关门电平 U 也称输入低电平电压 U ， OFF IL 根据电压传输特性，可以求出 TTL 与非门几个重要参数： AB 段所对应的输出电压为 U 。 DE 段所 开门电平 U 也称输入高电平电压 U ，指 CD段中点所对应的输入电压称为阈值电 OH ON IH 指的是在保证输出电压为额定高电平 UOH 的是输出电平 U =0.3V 时，允许输入高电 对应的输出电压为 U 。 输出高电平UOH和输出低电平 U 、阈值电压 U 、开门电平 压UTH，也称门槛电压。 O OL OL TH 的90%时，允许输入低电平的最大值。一 平的最小值。 U 典型值为 1.4V ，一般产 一般要求 U ， UOL＜0.4V 。 ON UON和关门电平UOFF 、噪声容限等。 UTH=1.3～ 1.4V 。 OH≥3V 般产品要求 UOFF≥0.8V 品要求 UON≤1.8V 。 。