典型TTL与非门工作原理
|
基本逻辑门的基本结构、工作原理以及外部特性 一、TTL 与非门
*输入级由多发射极晶体管 T 1 和基极电组 R 1 组成，它实现了输入变量 A 、 B 、 C 的与运算 * 中间级是放大级，由 T 2 、 R 2 和 R 3 组成， T 2 的集电极 C 2 和 发射极 E 2 可以分提供两个相 位相反的电压信号 * 输出级：由 T 3 、 T 4 、 T 5 和 R 4 、 R 5 组成 其中 T 3 、 T 4 构成复合管，与 T 5 组成推 拉式输出结构。具有较强的负载能力
TTL与非门工作原理
*输入端全为高电平T1:Vb1= Vbc1 Vbe2 Vbe5 = 0.7V×3 = 2.1V,发射结反偏而集电极正偏.处于倒置放大状态 *T2：饱和状态T3：Vc2 = Vces2 Vbe5≈1V，使T3导通，Ve3 = Vc2-Vbe3 = 1-0.7≈0.3V，使T4截止。T5：深饱和状态，因此输出为逻辑低电平VOL = 0.3V3 .6V
TTL与非门工作速度 存在问题： TTL 门电路工作速度 相对于MOS较快，但由于当输出为低电平时T 5 工作在深度饱和状态，当输出由低转为高电平，由于在基区和集电区有存储电荷不能马上消散，而影响工作速度 。 改进型TTL与非门
可能工作在饱和状态下的晶体管T1、T2、T3、T5都用带有肖特基势垒二极管（SBD）的三极管代替，以限制其饱和深度，提高工作速度
*增加 有源泄放电路 1 、提高工作速度 减少了电路的开启时间 缩短了电路关闭时间 2 、 提高抗干扰能力 T 2 、 T 5 同时导通，因此电压传输特性曲线过渡区变窄，曲线变陡，输入低电平噪声容限 V NL 提高了 0.7V 左右
TTL “ 与非 ” 门的外特性及主要参数 · 电压传输特性 TTL “ 与非 ” 门输入电压V I 与输出电压V O 之间的关系曲线，即 V O = f（V I ）
* 截止区 当V I ≤0.6V，V b1 ≤1.3V时，T 2 、T 5 截止，输出高电平V OH = 3.6V * 线性区当0.6V≤V I ≤1.3V，0.7V≤V b2 ＜1.4V时，T 2 导通，T 5 仍截止，V C2 随V b2 升高而下降，经T 3 、T 4 两级射随器使V O 下降
TTL “ 与非 ” 门的外特 性及主要参数 · 抗干扰能力 关门电平 V OFF ： 保证输出为标准高电平 V SH 的 最大 输入 低 电平值 开门电平 V ON ： 保证输出为标准低电平 V SL 的 最小 输入高电平值 低电平噪声容限 V NL ： V NL= V OFF - V SL 高电平噪声容限 V NH ： V NH= V SH - V ON
· 输入特性 输入电流与输入电压之间的关系曲线，即 I I = f （ V I ） ( 假定输入电流 I I 流入 T 1 发射极时方向为正，反之为负 ) 1. 输入短路电流 I SD （也叫输入低电平电流 I IL ） 当 V IL = 0V 时由输入端流出的电流
2. 输入漏电流 I IH （输入高电平电流） 指一个输入端接高电平，其余输入端接低电平，经该输入端流入的电流。约 10 μA 左右
· 扇入系数N i 和扇出系数N O 1. 扇入系数N i 是指合格的输入端的个数 2. 扇出系数N O 是指在灌电流（输出低电平）状态 下驱动同类门的个数。
其中I OLmax 为最大允许灌电流，,I IL 是一个负载门灌入本级的电流（≈1.4mA）。No越大，说明门的负载能力越强
· 平均传输延迟时间t pd
导通延迟时间tPH：L输入波形上升沿的50%幅值处到输出波形下降沿50% 幅值处所需要的时间 截止延迟时间t PLH ： 从输入波形下降沿50% 幅值处到输出波形上升沿50% 幅值处所需要的时间， 平均传输延迟时间t pd：
|
( 前级驱动门导通时， I IL 将灌 入前级门，称为灌电流负载 )
