【文章內(nèi)容簡介】 電流不能超過。如果 時(shí)門電路內(nèi)部消耗的功率已達(dá)到 1mW。 VVCC 5? VV OH ?mAI OH ? 下圖給出了 74系列門電路在輸出高電平時(shí)的輸出特性曲線。曲線上可見，在 的范圍內(nèi) 變化很小。當(dāng) 以后， 隨著絕對值的增加下降較快。 mAiL 5?mAiL 5?OHvOHviI / m AvO H / V51 01 .02 .0數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 T5vOR3RLVC CiLiL/ m AvO L/ V0 5 1 0 1 51 .02 .0 當(dāng)電路輸出為低電平時(shí)， T5管飽和導(dǎo)通而 T4管截止，輸出端的等效電路如圖所示：電路外接負(fù)載 RL接電源 VCC。由于 T5飽和導(dǎo)通時(shí) c—e間的內(nèi)阻 (導(dǎo)通內(nèi)阻 )很?。ㄍǔＴ?0Ω以內(nèi)），所以負(fù)載電流 增加時(shí)輸出的低電平 稍有升高。低電平輸出特性曲線如圖所示，可以看出 與 的關(guān)系在較大的范圍里基本是線性的 LioLvOLvLi數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 例 ： 下圖電路中，試計(jì)算門 G1最多可以驅(qū)動(dòng)多少個(gè)相門電路負(fù)載。門電路為 74系列電路。其輸入特性和輸出特性已知。要求 G1輸出的高、低電平滿足 VVOL ?VVOH ?解： 時(shí)，電流方向如圖示。設(shè)可以驅(qū)動(dòng)的門電路數(shù)目 N1， 這時(shí) G1的負(fù)載電流是所有負(fù)載門輸入電流之和。 VVOL ?LIL iiN ?1161161 ???ILLiiN 查 74系列門電路的輸入輸出特性，輸出 時(shí)的負(fù)載電流 ，每個(gè)門的輸入電流為 VVOL ?mAiL 16? mAiIL 1??111……1＆G1G4G3G2vON數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 ???IHLIiNLIH iIN ?2 綜合以上兩種情況： 74系列反相器可以驅(qū)動(dòng)同類型反相器的最大數(shù)目是 N＝ 10。這個(gè)數(shù)值也叫做門電路的 扇出系數(shù) 。用扇出系數(shù)表明門電路的帶負(fù)載能力。 時(shí)，電流方向如圖示。設(shè)高電平輸出能驅(qū)動(dòng)的負(fù)載門數(shù)目 N2。 74系列門電平輸出高電平時(shí)手冊上規(guī)定 。每個(gè)輸入端高電平輸入電流 。 mAIIH ?mAiL ?VV OH ?111……1＆G1G4G3G2vON數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 從這個(gè)例子中還得到，門電路無論輸出高電平還是低電平均有一定的輸出電阻，所以輸出的高、低電平都要隨負(fù)載電流的改變而發(fā)生變化。這種變化越小，說明門電路帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。有時(shí)也用輸出電平的變化不超過某一規(guī)定值時(shí)允許的最大負(fù)載電流來定量表示門電路帶負(fù)載能力的大小。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 VC Cb e2b e5vIT1R1k Ω4RP（ 3）輸入端負(fù)載特性 門電路應(yīng)用時(shí)，有時(shí)需要在輸入端接入電阻 RP。討論輸入端電壓 隨 RP變化的關(guān)系曲線即為輸入端負(fù)載特性。等效電路如圖。 Iv 由圖可見，因?yàn)檩斎腚娏髁鬟^RP，必然會(huì)在 RP上產(chǎn)生壓降而形成輸入端電位 。 Iv)( 11BECCPPI vVRRRv ???Iv在 時(shí)， 幾乎隨 RP正比變化。 1RRP ??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 當(dāng) 上升到 ， T2和 T5的發(fā)射結(jié)同時(shí)導(dǎo)通， 被鉗在了 ，此后即使 RP再增大， 也不會(huì)再升高。 與 RP的關(guān)系趨近于 的一條水平線。 IvIvIvIvVv I ?vI/ VRP/ k Ω2 .01 .01 .0 3 .02 .00數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 OHO Vv ?1 ( m in )2 IHI Vv ?OLO Vv ?1 ( ( m a x )2 ILI Vv ?VVCC 5?VV OH ?VV OL ?VV IH ( m in ) ?VV Il ( m a x ) ?例：圖示電路中，為保證門 G1輸出的高、低電平能正確傳輸?shù)?G2的輸入端，要求 , 時(shí) , ，試計(jì)算 RP的最大允許值是多少。G1和 G2均為 74系列反相器。 11RPG1G2vO 1vI 2解： 時(shí)，若 ， OHO Vv ?1 ( m in )2 IHI Vv ?( m i n )IHPIHOH VRIV ??IHIHOHP IVVR ( m i n )??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 ??????? ? kI VVRIHIHOHP 3( m i n ) 74系列門電路當(dāng) 時(shí)的輸入高電平電流 為 ，代入后得 VVv IHI ( m in ) ??mAIOH ???? ???? ? kI VVRILOLILP 3( m a x ) 74系列門電路當(dāng) 時(shí)輸入低電平電流 代入后得 VVv ILI ??mAI IL 1?( m a x )1 ILPILO VRIV ?? 時(shí)， ( ( m a x )2 ILI Vv ?OLO Vv ?1 綜合以下兩種情況，應(yīng)取 。 即 G1和 G2之間串聯(lián)的電阻不應(yīng)大于 690Ω。否則電平不能正確傳輸。 ?? kR P 11RPG1G2vO 1vI 2數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 TTL反相器的動(dòng)態(tài)特性 )( P L HP H Lpd ttt ?? 21TTL反相器平均傳輸延遲時(shí)間 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 為便于實(shí)現(xiàn)各種不同的邏輯函數(shù)，在門電路的定型產(chǎn)品中除了反相器以外還有與門、或門、與非門、或非門、與或非門和異或門等幾種常用的類型。盡管它們的邏輯功能各異，但輸入端、輸出端的電路結(jié)構(gòu)與反相器基本相同，因此前面所講的反相器輸入特性和輸出特性對這些門電路同樣適用。 其他類型的 TTL門電路 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk ΩD2B 多發(fā)射三極管可以看作發(fā)射極獨(dú)立、基極和集電極分別并聯(lián)在一起的三極管。 ce1be2bce1e2 電路結(jié)構(gòu)基本和 TTL反相器電路相同，不同的是，T1管采用多射極三極管。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 A、 B中有一個(gè)接低電平，則 T1管必有一個(gè)發(fā)射結(jié)導(dǎo)通， 這時(shí) T2和 T5都不導(dǎo)通， T4和 D2導(dǎo)通，輸出為高電平。只有當(dāng) A、 B同時(shí)為高電平時(shí)， T2和 T5才同時(shí)導(dǎo)通， T4和D2截止，輸出為低電平。因此， Y和 A、 B之間為與非關(guān)系，即 ABY ? 可見， TTL電路中的與邏輯關(guān)系是利用 T1的多發(fā)射極結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk ΩD2B數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 計(jì)算與非門輸入電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)輸入端的不同工作狀態(tài)區(qū)別對待：兩個(gè)輸入端并聯(lián)使用時(shí)，低電平輸入電流和反相器相同；輸入端接高電平時(shí)， e1和 e2分別為兩個(gè)倒置三極管的等效集電極，所以總輸入電流為兩個(gè)單端輸入高電平電流的兩倍。 如果 A、 B一個(gè)接高電平而另一個(gè)接低電平，則低電平輸入電流與反相器基本相同，而高電平輸入電流比反相器的略大一些。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 圖中 T’1和 T’2和 R’1所組成的電路和 T T2和 R1組成的電路完全相同。當(dāng) A為高電平時(shí)， T2和 T5同時(shí)導(dǎo)通， T4截止，輸出 Y為低電平。當(dāng) B為高電平時(shí)， T‘2和 T‘5同時(shí)導(dǎo)通而 T4截止， Y也是低電平。 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4AYT239。T139。BR139。 只有 A、 B都為低電平時(shí)， T2和 T’2同時(shí)截止， T5截止而T4導(dǎo)通，從而使輸出成為高電平。 BAY ?? 或邏輯是通過將 T2和 T’2兩個(gè)三極管的輸出端并聯(lián)來實(shí)現(xiàn) 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 將或門電路中的每個(gè)輸入端三極管改用多發(fā)射極三極管，得到與或非門電路。 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4AYT239。T139。CR139。BD A、 B同時(shí)為高電平時(shí)， T T5導(dǎo)通而 T4截止，輸出 Y低電平。同理， C、 D同時(shí)為高電平時(shí)， T‘ T5導(dǎo)通而 T4截止，也使 Y低電平。只有當(dāng) A、 B和 C、 D每一組輸入都同時(shí)為低電平時(shí)， T2和 T‘2同時(shí)截止，T5截止 T4導(dǎo)通，輸出 Y高電平。 CDABY ??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 BAY ?? VC CT1T8AYT2T3BT4T5T6T7T9數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 A、 B同時(shí)為高電平，則 T T9導(dǎo)通而 T8截止，輸出為低電平。反之，若 A、 B同時(shí)為低電平，則 T T5同時(shí)截止，使 T7和 T9導(dǎo)通而 T8截止，輸出也為低電平。 當(dāng) A、 B一個(gè)是高電平而另一個(gè)是低電平時(shí)， T1正向飽和導(dǎo)通、 T6截止。同時(shí)，由于 A、 B中必有一個(gè)是高電平，使 T T5中有一個(gè)導(dǎo)通，從而使 T7截止。 T T7同時(shí)截止以后， T8導(dǎo)通、 T9截止，故輸出為高電平。因此， Y和A、 B為異或關(guān)系。 與門、或門電路是在與非門、或非門后加一級(jí)反相器構(gòu)成。因此，其輸入電路及輸出電路同與非門、或非門。 BAY ??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 ，其輸出端不能并接使用。若一個(gè)門的輸出高電平而另一個(gè)門輸出為低電平時(shí)，則當(dāng)輸出端并接以后，負(fù)載電流同時(shí)流過這兩個(gè)門的輸出級(jí)，數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常工作電流，損壞門電路。 集電極開路的門電路 O