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+V (+5V) CC Rb1 4kΩ 1V
3
Rc2 1.6kΩ
1
Rc4 130Ω
3
T4 截止 2 D 截止
2.1V A B C 3.6V
1 3
1.4V
1
T 22
饱和 0.7V
3 1
T1 倒置状态 R e2 1K
Vo 0.3V T 2 3 饱和
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(2)输入有低电平0.3V 时. 该发射结导通,VB1=1V.所以T2,T3都截止.由于T2截止, 流过RC2的电流较小,可以忽略,所以VB4≈VCC=5V ,使T4和 D导通,则有: VO≈VCC-VBE4-VD=5-0.7-0.7=3.6(V) +V CC 实现了与非门的逻辑功能的另一方面: Rc2 R c4 输入有低电平时,输出为高电平. R 130Ω 1.6kΩ b1 3 综合上述两种情况, 4kΩ 1 5V
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, 2 A B C 0.3V V ≈1V 从而使D4,D5和T都截止,VL=VCC=5V,即输出高电平. 该电路满足与非逻辑关系:
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7.1 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 D1 A D2 B L
A B
& L=AB
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2.或门电路 .
D1 A D2 B R 3kΩ L
A B
≥1 L=A+B
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二,三极管非门电路
+VCC(+5V) RC
A 1 L=A A 1 L=A
3 1 2
A
Rb
L
T
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二极管与门和或门电路的缺点: 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 在多个门串接使用时, 值的情况. 值的情况. (2)负载能力差
+VCC (+5V) R 3kΩ D1 0V D2 5V 5V 0.7V D1 D2 +VCC (+5V) R 3kΩ 1.4V L
T 4 导通 2
该电路满足与非的 逻辑功能,即:
L = A B C
3.6V A B C 0.3V
1V
1
3 3 1
4.3V 截止
3 1
D 导通 Vo 3.6V T 2 3 截止
T 22
T1 饱和 R e2 1kΩ
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二,TTL与非门的开关速度 与非门的开关速度
1.TTL与非门提高工作速度的原理 . 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.
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3.抗干扰能力
TTL门电路的输出高低电平不是一个值,而是一个范围. 同样,它的输入高低电平也有一个范围,即它的输入信号 允许一定的容差,称为噪声容限.
低电平噪声容限 VNL=VOFF-VOL(max)=0.8V-0.4V=0.4V = ( ) 高电平噪声容限 VNH=VOH(min)-VON=2.4V-2.0V=0.4V = ( )
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解决办法: 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. 将二极管与门(或门)电路和三极管非门电路组合起来.
+VCC (+5V) R 3kΩ D1 A D2 B L A
Rb
1
+VCC(+5V) RC
3 2
L
T
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三,DTL与非门电路 与非门电路
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②倒置的放大状态:如下图所示.这时
IIH=βiIB1,βi为倒置放大的电流放大系数. 系数. 系数
由于βp和βi的值都 远小于1,所以IIH的数 值比较小,产品规定: IIH<40uA.
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+V (+5V) CC R c4 R b1 T4
1 3 1 2 3 3
1
+VCC (+5V)
R b1
N
3
A B C
N N N
P P P
P
A B C
T1
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+V (+5V) CC Rc2 R b1 4kΩ
1
R c4 130Ω
3 1
1.6kΩ Vc2
T4 2 D Vo
3
3 3 1
A B C
T 22 Ve2 R e2 1kΩ
1
T1
T 2 3
输入级
中间级
2.带负载能力
(1)灌电流负载
截止 D 截止 T3
1
+VCC R b1 4K
1
4K
输出低电平
3 2
I IL
I IL
I OL= I C3
饱和
当驱动门输出低电平时,电流从负载门灌入驱动门. 当驱动门输出低电平时,电流从负载门灌入驱动门. 当负载门的个数增加,灌电流增大,会使T 脱离饱和, 当负载门的个数增加,灌电流增大,会使 3脱离饱和,输出 低电平升高.因此,把允许灌入输出端的电流定义为输出低 低电平升高.因此,把允许灌入输出端的电流定义为输出低 产品规定I 16mA.由此可得出: 电平电流IOL,产品规定 OL=16 .由此可得出: I OL N OL = NOL称为输出低电平时的扇出系数. 称为输出低电平时的扇出系数. I IL
3 2
I IH
I IH
输出高电平
拉电流增大时, 拉电流增大时 , RC4 上的 压降增大,会使输出高电 压降增大, 平降低.因此, 平降低.因此,把允许拉 出输出端的电流定义为输 出输出端的电流定义为输 出高电平电流IOH.
1 3 2
+V (+5V) CC R c4 T4
1 3 2
导通 D 导通 T3
1
截止 充电 Vo D 截止
Vo T3
1 3 2
3 2
截止
CL
导通
放电
CL
(a)
(b)
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与非门传输延迟时间t 2.TTL与非门传输延迟时间 pd 与非门传输延迟时间
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 导通延迟时间 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. 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 截止延迟时间 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. 中点所经历的时间. 与非门的传输延迟时间t 的平均值. 与非门的传输延迟时间 pd是tPHL和tPLH的平均值.即 t +t t pd = PLH PHL 2 一般TTL与非门传输延迟时间 pd的值为几纳秒～十几个纳秒. 与非门传输延迟时间t 一般 与非门传输延迟时间 的值为几纳秒～十几个纳秒.
+V CC Rc2 i B1 R b1 4kΩ 3.6V A B C 0.3V 1V
1
1.6kΩ
3
1.4V
1
3
T 22
3 1
T1 βiB1 0.7V R e2 1kΩ
V o T 2 3
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ห้องสมุดไป่ตู้
(2)采用了推拉式输出级,输出阻抗比较小,可迅速给负载 电容充放电.
+V (+5V) CC Rc4 T4
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(4)阈值电压Vth——电压传输特性的过渡区所对应的输入电 压,即决定电路截止和导通的分界线,也是决定输出高,低 电压的分界线. 近似地:Vth≈VOFF≈VON 即Vi<Vth,与非门关门,输出高电平; Vi>Vth,与非门开门,输出低电平. Vth又常被形象化地称为门槛电压.Vth的值为1.3V～1.4V.
3
+V CC
G1
i B1 1V
1
R b1 4K
I IL
& Gn
T1
0.3V
可以算出: 可以算出:
I IL
VCC VB1 5 1 = = = 1(mA) Rb1 4
产品规定I 1.6mA. 产品规定 IL<1.6 .
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(2)输入高电平电流IIH 是指当门电路的输入 IH—— 端接高电平时,流入输入端的电流.有两种情况. 端接高电平时,流入输入端的电流.有两种情况. ①寄生三极管效应:如图(a) 所示.这时IIH=βPIB1,βP为寄 生三极管的电流放大系数.
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+V (+5V) CC R c4 R b1 T4
3 1 2 3 3
(2)拉电流负载. 拉电流负载. 当驱动门输出高电平时, 当驱动门输出高电平时 , 1 导通 电流从驱动门拉出,流 D 导通 至负载门的输入端. 至负载门的输入端.
T3
+VCC R b1 4K
1
4K
I OH = I E4
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四,TTL与非门的带负载能力 与非门的带负载能力 1.输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH (1)输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入 是指当门电路的输入 端接低电平时,从门电路输入端流出的电流. 端接低电平时,从门电路输入端流出的电流.