【正文】 得當，就能夠保證輸出高低電平數(shù)值，而且負載電流不大。ABYVC CR1T5R3R2T2T1AYB OC門跟普通 TTL與非門不同的是， T5的集電極是開路的。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 為克服局限性，將輸出級改為集電極開路的三極管結(jié)構(gòu)，稱集電極開路的與非門（簡稱 OC門），圖示電路及符號。 集電極開路的門電路 OC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。 與門、或門電路是在與非門、或非門后加一級反相器構(gòu)成。 T T7同時截止以后， T8導(dǎo)通、 T9截止，故輸出為高電平。 當 A、 B一個是高電平而另一個是低電平時， T1正向飽和導(dǎo)通、 T6截止。 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同時為高電平，則 T T9導(dǎo)通而 T8截止，輸出為低電平。同理， C、 D同時為高電平時， T‘ T5導(dǎo)通而 T4截止，也使 Y低電平。CR139。 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4AYT239。 只有 A、 B都為低電平時， T2和 T’2同時截止， T5截止而T4導(dǎo)通，從而使輸出成為高電平。T139。當 B為高電平時， T‘2和 T‘5同時導(dǎo)通而 T4截止， Y也是低電平。 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。 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 計算與非門輸入電流時，應(yīng)根據(jù)輸入端的不同工作狀態(tài)區(qū)別對待：兩個輸入端并聯(lián)使用時，低電平輸入電流和反相器相同；輸入端接高電平時， e1和 e2分別為兩個倒置三極管的等效集電極，所以總輸入電流為兩個單端輸入高電平電流的兩倍。只有當 A、 B同時為高電平時， T2和 T5才同時導(dǎo)通， T4和D2截止，輸出為低電平。 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。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。否則電平不能正確傳輸。 11RPG1G2vO 1vI 2解： 時，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 時的輸入高電平電流 為 ，代入后得 VVv IHI ( m in ) ??mAIOH ???? ???? ? kI VVRILOLILP 3( m a x ) 74系列門電路當 時輸入低電平電流 代入后得 VVv ILI ??mAI IL 1?( m a x )1 ILPILO VRIV ?? 時， ( ( m a x )2 ILI Vv ?OLO Vv ?1 綜合以下兩種情況，應(yīng)取 。 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 , ，試計算 RP的最大允許值是多少。 1RRP ??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 當 上升到 ， T2和 T5的發(fā)射結(jié)同時導(dǎo)通， 被鉗在了 ，此后即使 RP再增大， 也不會再升高。 Iv 由圖可見，因為輸入電流流過RP，必然會在 RP上產(chǎn)生壓降而形成輸入端電位 。討論輸入端電壓 隨 RP變化的關(guān)系曲線即為輸入端負載特性。有時也用輸出電平的變化不超過某一規(guī)定值時允許的最大負載電流來定量表示門電路帶負載能力的大小。 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、低電平都要隨負載電流的改變而發(fā)生變化。 74系列門電平輸出高電平時手冊上規(guī)定 。 時，電流方向如圖示。這個數(shù)值也叫做門電路的 扇出系數(shù) 。設(shè)可以驅(qū)動的門電路數(shù)目 N1， 這時 G1的負載電流是所有負載門輸入電流之和。其輸入特性和輸出特性已知。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，試計算門 G1最多可以驅(qū)動多少個相門電路負載。 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 當電路輸出為低電平時， T5管飽和導(dǎo)通而 T4管截止，輸出端的等效電路如圖所示：電路外接負載 RL接電源 VCC。曲線上可見，在 的范圍內(nèi) 變化很小。如果 時門電路內(nèi)部消耗的功率已達到 1mW。 OHvLiEBC VVV ??LiVC CR4T4D2ΩR2k Ω1 . 6 1 3 0iLRLvOOHv數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 由于受到功耗的限制，手冊上給出的高電平輸出電流最大值要比 5mA小得多。隨著負載電流絕對值的增加， R4上的壓降也隨之加大，最終將使 T4的b—c結(jié)變?yōu)檎蚱茫?T4進入飽和狀態(tài)。規(guī)定輸出電流 i L流入反相器的方向為正方向，流出為負方向。 vI/ ViI/ m A0 .5 1 .0 1 .5 2 .00 .51 .0__0 .51 .01 .5___0 4 0 μ A2 .0_數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 當電路輸出高電平時， T4和 D2導(dǎo)通， T5截止，輸出端的等效電路可畫出。 ?IHI A?40數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 畫出 iI隨 VI變化的曲線 —輸入特性曲線。 74系列門電路每個輸入端 的值在以下 。稱這種工作狀態(tài)為倒置狀態(tài)（反向放大狀態(tài)）。 IIL的方向流出 T1管。顯然， 的數(shù)值比 的數(shù)值要略大一點。規(guī)定輸入電流 i I流入 T1的方向為正方向，流出 T1為負方向。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 為了正確處理門電路與門電路、門電路與其他電路之間的連接問題，必須了解電路輸入端和輸出端的伏安特性。一般 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 ， VVVV ILILNL ( m a x ) ?????VVVV IHIHNH ( m i n )( m i n ) ????? 電路在實際應(yīng)用時由于外界干擾，電源波動等原因，會使輸入電壓 偏離原來的值。同樣，當輸入信號偏離正常的高電平（ ）而降低時，輸出的低電平也不會改變。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 是指在保證輸出為額定低電平的條件下，允許的最低輸入高電平值。此時反相器輸出高電平和低電平。DE段稱為特性曲線的 飽和區(qū) 。 2CvOvIv當輸入電壓 ， T2和 T5將同時導(dǎo)通， T4截止，輸出電位 很快下降為低電平，此段稱為轉(zhuǎn)折區(qū) CD，轉(zhuǎn)折區(qū)中點對應(yīng)的輸入電壓稱為閾值電壓或門檻電壓，用 表示。這時 T2工作在放大區(qū)，隨著 的升高， T5開始導(dǎo)通 ， 線性地下降。 Vv I ?VvvvVv DBERCCOH ????? 反相器輸出電壓 隨輸入電壓 的變化，稱為電路的電壓傳輸特性，其曲線為反相器的電壓傳輸特性曲線。通常把這種形式的電路稱為推拉式（ push pull) 輸出電路 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學(xué)信息學(xué)院 輸特性 vO/ VvI/ V1 .00 .54 .03 .02 .001 .51 .0 2 .0DCBAEVT H， 曲線的 AB段，因為 所以， T2和 T5截止而 T4 、 D2導(dǎo)通，故輸出為高電平。 由于 T2集電極輸出的電壓信號和發(fā)射極輸出的電壓信號變化方向相反，所以把這一級也叫做倒相級。 D1是輸入端鉗位二極管，它可以防止輸入電壓為負時 T1的發(fā)射極電流過大，起到保護作用。 Vv IH ?Vv IL ?VC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk Ω( vI)( vO)vB 1vC 2vE 2 當 時， T1導(dǎo)通，導(dǎo)通后 T1的集電極電壓為 。 A為輸入， Y為輸出。因為這種電路的輸入端和輸出端均為三極管結(jié)構(gòu)，所以稱做晶體管 —晶體管邏輯電路（ Transistor—Transistor Logic），簡稱 TTL電路。 根據(jù)制造工藝的不同，集成電路分為雙極型和單極型兩大類。隨著集成電路制造工藝的日益完善，目前已能將數(shù)以千萬計的半導(dǎo)體三極管集成在一片而面積只有幾