數(shù)字電路第2章邏輯門電路(編輯修改稿)
2025-06-14 02:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 飽和區(qū) ,T5管飽和 . VOH VOL VTH 2. 主要參數(shù) (1)輸出高電平 VOH, 低電平 VOL。 (2)閾值電壓 VTH:轉(zhuǎn)折區(qū)中間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入電壓 ,約為 。 (3) 輸入端噪聲容限 VNH、 VNL 1輸出 0輸出 1輸入 1輸入 VOHmin VIHmin VNH VILman VOLman VNL VO VI 1 1 VO VI TTL與非門的靜態(tài)輸入與輸出特性 1. 輸入特性 1)輸入伏安特性 ( II=f(Vi) ) 定義：電流 流入 T1的發(fā)射極 方向?yàn)?正 方向。 VI(V) II(mA) 高電平輸入 低電平輸入 0 40μA 2)反映出的主要參數(shù) (1) IIL (輸入低電平電流 ) mA1R VVVI1IL1BECCIL ??????(2) IIH (輸入高電平電流 ) IIH約在 40μA以下。 (作為前級(jí)門的拉電流負(fù)載 .) (作為前級(jí)門的拉電流 負(fù)載 .) 在門輸入端和地之間接電阻 Ri,當(dāng)電阻從 0Ω逐步增加時(shí)，由于電阻內(nèi)部有電流流過(guò) ,會(huì)使電阻兩端電壓 Vi逐步增加。 R1 4kΩ Vi T1 Ri VCC 當(dāng) T1管飽和導(dǎo)通時(shí) : )VV(RR RV 1BECCi1ii ???Roff≈, Ron≈3kΩ。 Vi(V) Ri(kΩ) 1 2 0 1 2 當(dāng) Ri小于 R0ff時(shí) ,輸入為低 電平 。當(dāng) Ri高于 Ron時(shí) ,輸入 為高電平。 1 拉電流 拉電流 負(fù)載 0灌電流灌電流Vo(V) 0 5 10 15 5 10 15 I0(mA) 拉電流 情況 灌電流 情況 amp。 amp。 1 A B 驅(qū)動(dòng)門 負(fù)載門 Vo 1) 灌電流工作情況 驅(qū)動(dòng)門 輸出為低電平（ T5管飽和， T4管截止） ,負(fù)載門 電流流入驅(qū)動(dòng)門，流入 驅(qū)動(dòng)門 的電流值 IL取決于和 驅(qū)動(dòng)門 相連接的 負(fù)載門 個(gè)數(shù) ,即 IL=NIIL(IIL為 負(fù)載門 低電平輸入電流 ,約為 1mA左右 ) Vo(V) 0 5 10 15 5 10 15 I0(mA) 拉電流 情況 灌電流 情況 由曲線可見(jiàn) ,對(duì)所分析的電路 ,當(dāng)灌電流不超過(guò) 16mA時(shí) ,VO不超過(guò) VOLmax=。稱帶灌電流負(fù)載能力 IOLmax=16mA 一個(gè)門在低電平時(shí)能驅(qū)動(dòng)同類門的最大個(gè)數(shù)為 : NOL=IOLmax/IIS=16/≈14 (這里的 IIS為輸入短路電流 ) 2) 拉電流工作情況 驅(qū)動(dòng)門 輸出為高電平 （ T5管截止） ,負(fù)載門 輸入電流由驅(qū)動(dòng)門提供 ,流出 驅(qū)動(dòng)門 的電流值 IH取決于和 驅(qū)動(dòng)門 相連接的負(fù)載門 的 管腳 的個(gè)數(shù) ,即 Vo(V) 0 5 10 15 5 10 15 I0(mA) 拉電流 情況 灌電流 情況 從曲線上看，當(dāng) IO大于 5mA時(shí)， VO才開(kāi)始出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但決定 IOHmax值的并不是 VOHmax,而是器件的功耗。在上面討論的電路中 , IOHmax約為 400mA。 NOH=IOHmax/IIH=400/40=10 IH=NIIH (IIH為 負(fù)載門 高電平輸入電流 ,約為 40μA左右 ) 取 min(NOL,NOH)=N 定義為 扇出系數(shù) 則 min(14,10)=10 TTL與非門的動(dòng)態(tài)特性 1. 傳輸延遲時(shí)間 tpd 傳輸延遲時(shí)間指門電路的輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)的延遲時(shí)間。 定義 : tpd= 1 2 (tPHL+tPLH) 0 50% 50% VI VO 0 tPHL tPLH 延遲時(shí)間 導(dǎo)通 截止 一般 tPLHtPHL 2. 電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流 TTL門電路的功耗等于電源電壓 VCC和電源電流 ICC的乘積 ,由于 VCC=5V為定值 ,所以 ICC的大小就能反映功耗的大小 .對(duì)于上述電路 ,穩(wěn)態(tài)時(shí) ,輸出為高電平時(shí)的電流ICCH≈,輸出為低電平時(shí)的電流 ICCL≈。 在動(dòng)態(tài)情況下 ,特別是當(dāng)輸出電平由 低 突然變?yōu)?高 的過(guò)渡過(guò)程中 ,在某個(gè) 瞬間 ,會(huì)使門電路中的所有管子均導(dǎo)通 ,使電源電流出現(xiàn) 尖峰脈沖 .尖峰電流 有時(shí)可達(dá) 40mA。 電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流引起的后果 : 1) 使電源的平均電流加大 .而且 ,工作頻率越高 ,平均電流增加越多 。 2)電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流通過(guò)電源和地線的內(nèi)阻 ,形成系統(tǒng) 內(nèi)部的噪聲源。 改進(jìn)型 TTL門電路 主要改進(jìn) 1）傳輸延遲時(shí)間； 2）功耗； 3）轉(zhuǎn)換特性。 TTL集成電路系列型號(hào)及性能表 系 列 標(biāo)準(zhǔn)系列 低功耗肖 特基系列 肖特基系列 先進(jìn)低功耗 肖特基系列 高速系列 先進(jìn)肖特 基系列 快速系列 低功耗系列 型號(hào)舉例 7400 74LS00 74S00 74ALS00 74F00 74AS00 74H00 74l00 功耗 /門 P(mW) 10 2 19 1 4 10 22 1 傳輸時(shí)延 tp
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