数字电子技术 TTL集成逻辑门电路

13.1概述3.1.1获得高低输出电平的原理电路高电平的电压范围：1.8-5V低电平的电压范围：0-0.8V3.1.2正逻辑和负逻辑0V5V0.8V1.8V正逻辑10负逻辑0123.2半导体二极管逻辑门电路3.2.2二极管与门电路将几个输入端并联使用时，总的输入低电平电流与使用单个输入端的输入低电平电流基本相等。输入低电平电流IIL3IIL2FIIL&IIL13.2.1二极管的开关特性3将几个输入端并联使用时，总的输入高电平电流将按并联输入端的数目加倍。输入高电平电流IIH3FIIHIIH2+6V&IIH13.2.3二极管或门电路4RCRBVCCvivoiBiCb(a)截止：vi0.7viB≈0iC≈0vo≈VCC放大：vo=vce=VCC-iCRCvi0.7viB0iC=βiB饱和：vi0.7viB0vo=vces≈0.3viB≥IBSIBS=(VCC–0.3)/βRC2．晶体管的动态特性3.4.1晶体三极管的开关特性1.晶体三极管的工作状态5+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC内部结构CBAF“与门”中间级射极输出器非门VCCABC3.4.2TTL与非门工作原理(难点，一般了解)6+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC1、任一输入为低电平（0.3V）时“0”1V不足以让T2、T5导通三个PN结导通需2.1V7+5VFR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC1、任一输入为低电平（0.3V）时“0”1Vuouo=5-uR2-ube3-ube43.6V高电平！8+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC2、输入全为高电平（3.6V）时“1”全导通电位被嵌在2.1V全反偏1V截止92、输入全为高电平（3.6V）时+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC全反偏“1”饱和uF=0.3VABCF此电路103.4.3TTL与非门的电气特性集成电路对使用者来说是极为方便的，特别是中、大规模集成电路，使用者可以不必了解内部结构和工作原理，只要从手册中查出该电路的真值表、引脚功能图和电参数就能合理的使用该集成电路。（以7400系列与非门为例）&&&&UCCGND141312111098123456774LS00111、电压传输特性描述输入电位取不同值时输出电位相应的变化规律U0(V)Ui(V)123UOH(3.6V)UOL(0.3V)传输特性曲线输出高电平输出低电平测试电路&Uiu05V122、输入输出高、低电平（1）输出高电平UOH：UOH是电路输出逻辑“1”对应的输出电平，典型值是3.6V，最小值UOH(min)是2.4V（2）输出低电平UOL：UOL是电路输出逻辑“0”对应的输出电平，典型值是0.3V，最大值UOL(max)是0.4V&13（3）输入高电平UIH：UIH是与输入逻辑“1”对应的输入电平，典型值是3.6V，最小值UIH(min)是1.8V开门电平UON（4）输入低电平UIL：UIL是与输入逻辑“0”对应的输入电平，典型值是0.3V，最大值UIL(max)是0.8V关门电平UOFF141输出0输出VO1输入0输入ViUOH（min）UIH（min）UOL（max）UIL（max）2.4V1.8V0.4V0.8V&&15低电平噪声容限为：UNL=UIL(max)－UOL(max)高电平噪声容限为：UNH=UOH(min)－UIH(min)3、噪声容限：=0.8－0.4=0.4V=2.4－1.8=0.6V1输出0输出VO1输入0输入ViUOH（min）UIH（min）UOL（max）UIL（max）2.4V1.8V0.4V0.8V&&当前一级输出高电平的最小值仍能够满足后级输入高电平的最小值时164、输入端负载特性RiUi&RiRon，与非门导通，输出低电平Ron：开门电阻RiRoff，与非门截止，输出高电平Roff：关门电阻Ron的典型值为1.8kΏRoff的典型值为0.8kΏ输入端悬空？悬空相当于逻辑1175、负载能力(难点、必须重点掌握)&？前后级之间电流的联系&&&IOH输出低电平电流对于后级门来说有哪些电流？输入低电平电流IIL输入高电平电流IIH对于前级门来说有哪些电流？IOL输出高电平电流18(1)、输入低电平电流IILIIL是输入低电平时流出输入端的电流，亦称输入端短路电流。&&1IIL产品规定最大值IIL(max)=1.6mA19(2)、输出低电平电流IOLIOL：输出低电平时流入输出端的电流IOL&&1&产品规定最大值IOL(max)=16mA称为带灌电流负载的能力。20&&&1110&IILIILIILIOL设有N个负载IOL=NIIL设IOL(max)=16mA,IIL=1.5mANOL=IOL(max)/IIL=16/1.5=10.7扇出系数21(3)、输入高电平电流IIHIIH：为输入高电平时流入输入端的电流。&&0IIH产品规定最大值IIH(max)=40uA22(4).输出高电平电流IOHIOH：输出高电平时流出输出端的电流&&0&IOH产品规定最大值IOH(max)=0.4mA称为带拉电流负载的能力。23&&&&1011IIHIIHIIHIOH设有N个负载IOH=NIIH设IOH(max)=0.4mA,IIH=20μANOH=IOH(max)/IIH=0.4mA/20μA=20NO=min(NOH,NOL)=1024名称及符号含义输入低电平电流IIL输入为低电平时流出输入端的电流1.5mA。输入高电平电流IIH输入为高电平时流入输入端的电流几十μA。IOL及其极限IOL（max）当IOLIOL(max)时，输出不再是低电平。IOH及其极限IOH(max)当IOHIOH(max)时，输出不再是高电平。关于电流的技术参数256、工作速度(平均传输延迟时间)与功耗tuiotuoo50%50%tpHLtpLH(1)平均传输时间)(21pLHpHLpdttt*(2)空载导通功耗:*(3)空载截止功耗:26TTL与非门IOL(max)=16mA,IOH(max)=0.4mA5V若LED正常工作电流为10-20mA&&27VCC(5V)RC0.5kΩb=50DRB&已知TTL与非门IOL(max)=15mA，IOH(max)=400A。输出高电平UOH=3.6V,输出低电平UOL=0.3V；发光二极管正向导通压降VD=2V，工作电流ID=5～10mA；三极管的VBES=0.7V，VCES=0.3V,b=50。三极管工作在饱和状态时，计算RB的取值范围。P1063.1428IBS=CSIb==0.108mA0.3CRb-CCV2-IB=(UOH-0.7)/RB=(3.6-0.7)/RBIB≥IBS(3.6-0.7)/RB≥0.108RB≤26.85KΩIB≤IOH(max)(3.6-0.7)/RB≤0.4RB≥7.25KΩ三极管工作在饱和状态时,计算RB的取值范围。29作业•3.16•复习场效应管(MOS)