【正文】 11 10 9 8管腳編號(hào) 絕大多數(shù)情況下，電源從芯片左上角的引腳接入，地接右下引腳。 一塊芯片中可集成若干個(gè)（ 6等）同樣功能但又各自獨(dú)立的門電路，每個(gè)門電路則具有若干個(gè)（ 3等）輸入端。輸入端數(shù)有時(shí)稱為扇入（ Fanin） 數(shù)。上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(a) 7404(六反相器 ) (b) 7400(四 2輸入與非門 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) TTL與非門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)1. TTL與非門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 輸入級(jí)由多發(fā)射極晶體管 T1和基極電組 R1組成，它實(shí)現(xiàn)了輸入變量 A、 B的與運(yùn)算。(1) 輸入級(jí) +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)多射極晶體管的等效電路 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 中間級(jí)是放大級(jí)，由 T R2和 R3組成， T2的集電極 C2和發(fā)射極 E2可以分提供兩個(gè)相位相反的電壓信號(hào)， 以滿足輸出級(jí)的需要。 (2) 中間級(jí) +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 輸出級(jí)由 T TD和 R4組成，其中其中 D、 T4作為由 T3組成的反相器的有源負(fù)載。 T3與T4組成推拉式輸出結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的負(fù)載能力。(3) 輸出級(jí) +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)2. TTL與非門的功能分析 (1) 輸入端至少有一個(gè)為低電平(UIL=) 接低電平的發(fā)射結(jié)正向?qū)āt T1的基極電位 :UB1=UBE1+UIL =+ =1V +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)為使 T1的集電結(jié)及 T2和T3的發(fā)射結(jié)同時(shí)導(dǎo)通，UB1至少應(yīng)當(dāng)?shù)扔赨B1=UBC1+UBE2+UBE3 =T2和 T3必然截止。因此有 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)UC2?5V該電壓使 T4和 D處于良好的導(dǎo)通狀態(tài)。輸出電壓UO= UOH= UC2UBE4UD ? =等于高電平 ( V)當(dāng) UO=UOH時(shí)，稱與非門處于關(guān)閉狀態(tài)。 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)UB1=UBC1+UBE2+UBE3 =T2和 T3 處于飽和狀態(tài)因此 (2) 輸入端全部接高電平 (UIH=)T1的集電結(jié)及 T2和 T3的發(fā)射結(jié)會(huì)同時(shí)導(dǎo)通T1的所有發(fā)射結(jié)均截止 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)T2的集電極電位為：?UC2=UCES2+UBE3 ≈+ =1VT4和 D截止。 輸出電壓 UO為：UO=UOL時(shí)，稱與非門處于開門狀態(tài)。UO=UOL=UCES5≈ +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)由此可見，該電路的輸出和輸入之間滿足 “與非”邏輯關(guān)系 ? 綜上所述 : 當(dāng)輸入端至少有一端接低電平 ()時(shí)， 輸出為高電平 ()； 當(dāng)輸入端全部接高電平 ()時(shí)， 輸出為低電平 ( V)。 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(3) 多發(fā)射極三極管的功能 a. 完成與的邏輯功能。b. 便于制造。c. 提高電路的開關(guān)速度。(4) TTL與非門具有較高的開關(guān)速度的主要原因：a. 采用了多射極管 T1, 縮短了 T2和 T3的開關(guān)時(shí)間。 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 當(dāng)輸入端全部為高電位時(shí)， T1處于倒置工作狀態(tài)。此時(shí) T1向 T2提供了較大的基極電流，使T T3迅速導(dǎo)通飽和； +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 當(dāng)某一輸入端突然從高電位變到低電位時(shí)， Ib1轉(zhuǎn)而流向 T1低電位輸入端，該瞬間將產(chǎn)生很大的集電極電流 Ic1，為 T2和 T3提供了很大的反向基極電流，使 T2和T3基區(qū)的存儲(chǔ)電荷迅速消散，因而加快了 T2和T3的截止過程，提高了開關(guān)速度。 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) (a) 當(dāng) T2由飽和轉(zhuǎn)為截止時(shí)， T4和 D導(dǎo)通。由于 T4是射隨， T3的集電極電阻很小，此時(shí)瞬間電流很大，從而加速了 T3管脫離飽和的速度，使 T3迅速截止。 b. 采用了推拉式輸出電路，加速了 T3管存儲(chǔ)電荷的消散過程。 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) (b) 與非門輸出低電平時(shí) T3處于深飽和狀態(tài)，輸出電阻很低；而輸出高電平時(shí) T D導(dǎo)通，組成射極跟隨器，其輸出電阻也很低，因此無論哪種狀態(tài)輸出電阻都很低，都有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，還能進(jìn)一步加快開關(guān)速度。 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí)上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí) 當(dāng)輸出為邏輯０時(shí)， T3深飽和，可以接受較大的灌電流，負(fù)載電容上的電荷能以很快通過它放電，從而使輸出電壓下降沿很陡； 當(dāng)輸出為邏輯 1時(shí)， T4導(dǎo)通， T3截止，也能夠向負(fù)載提供大的驅(qū)動(dòng)電流。上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) T4管的低內(nèi)阻可以使電源很快得向負(fù)載電容充電，從而獲得很好的上升沿。 +VCC(+5V) R4100? T4DFAB R14k? R21k? R31k? T2 T1 T3輸入級(jí) 輸出級(jí)中間級(jí) 推拉輸出結(jié)構(gòu)使TTL門電路能夠驅(qū)動(dòng)較大的電容負(fù)載而不致嚴(yán)重影響其開關(guān)速度。上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) TTL與非門的外特性及有關(guān)參數(shù) 反映輸出電壓 uo隨輸入電壓 ui變化的規(guī)律。Q U’IL UTH I II III Q1 Q2 U’IH UOH UOL uO/V uI /VO Uoff Uon= U’IL= U’IH 以 Q Q2兩點(diǎn)為界，可將此圖分為三個(gè)區(qū)域。 圖中 Q1和 Q2點(diǎn)處的斜率 duO/duI = –1是傳輸特性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)Q U’IL UTH I II III Q1 Q2 U’IH UOH UOL uO/V uI /VO Uoff Uon= U’IL= U’IH區(qū)域 Ⅰ (uI≤)：輸出高電平 UOH。uO基本不隨 uI而變，UOL基本上亦與 uI無關(guān)。區(qū)域 Ⅲ (uI≥):輸出低電平 UOL；上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)Q U’IL UTH I II III Q1 Q2 U’IH UOH UOL uO/V uI /VO Uoff Uon= U’IL= U’IH區(qū)域 Ⅱ( ≤uI＜ ):uO急劇地隨 uI變化。區(qū)域 Ⅱ 稱為過渡區(qū)。上頁(yè) 下頁(yè) 返回?cái)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)幾個(gè)重要參數(shù)：Q U’IL UTH I II III Q1 Q2 U’IH UOH UOL uO/V uI /VO Uoff Uon= U’IL= U’IH(1) 關(guān)門電平 Uoff（ 輸入低電平最大值 UILmax ） 注意：在使用時(shí)，輸入低電平絕不能大于 Uoff， 否則將引起邏輯混亂。 當(dāng) uIUoff時(shí)，與非門電路的 T3