【正文】 體積小 、重量輕 、 功耗低 ，且具有高的工作 可靠性 。由于集成電路體積小、重量輕、可靠性好，因而在大多數(shù)領(lǐng)域里迅速取代分立器件電路。 按照在一定面積的硅片中所含元、器件數(shù)目（ 集成度 ）的高低，將集成電路分為 小規(guī)模集成電路 （ Small Scale Integration 簡稱 SSI）、中規(guī)模集成電路 （ Memium Scall Integration 簡稱 MSI）、 大規(guī)模集成電路 （ Large Scale Integration，簡稱 LSI）和 超大規(guī)模集成電路（ Very Large Scale Integration，簡稱 VLSI）。 TTL電路是目前雙極型數(shù)字集成電路中用得較多的一種。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk Ω( vI)( vO)輸 入 級 中 間 級 輸 出 級vB 1vC 2vE 2TTL反相器 T R D1組成輸入級， T R R3組成中間級， T DT R4組成輸出級。輸出與輸入之間的關(guān)系是反相關(guān)系，即 AY? 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 設(shè)電源電壓 VCC＝ 5V，輸入信號的高、低電平分別為 ，三極管的開啟電壓為 。因此 T2， T5管截止，使 為高電平， 為低電平，從而使 T D2導(dǎo)通，輸出為高電平 ILI vv ?2Cv 2EvOHv數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 IHI vv ?VVVv ONIHB ???顯然，在存在 T2和 T5的情況下， T2和 T5同時導(dǎo)通，則 被鉗在 ， T2導(dǎo)通使 為低電平 ，導(dǎo)致 T D2截止、T5導(dǎo)通，輸出變?yōu)榈碗娖? 1Bv2CvOLvVC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk Ω( vI)( vO)vB 1vC 2vE 2當 時，如果不考慮T2的存在，則應(yīng)有 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 為確保 T5飽和導(dǎo)通 T4可靠截止，在 T4的發(fā)射極下串進二極管 D2。 D1允許通過的最大電流約為 20mA。輸出級在穩(wěn)定狀態(tài)下 T4和 T5總是一個導(dǎo)通而另一個截止，這就有效地降低了輸出級的靜態(tài)功耗并提高了驅(qū)動負載的能力。這一段稱為特性曲線的 截止區(qū) 。 IvOv數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 vO/ VvI/ V1 .00 .54 .03 .02 .001 .51 .0 2 .0DCBAEVT HVvI ?BC段，由于 但低于 ，所以 T2導(dǎo)通而T5依舊截止。這一段稱為特性曲線的線性區(qū)。 Vv I ?OvTHV數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 Iv Ov此后 繼續(xù)升高， 不再變化，進入特性曲線的 DE段。 vO/ VvI/ V1 .00 .54 .03 .02 .001 .51 .0 2 .0DCBAEVT H 一般地， TTL反相器工作在 AB段和 DE段，即輸入信號為低電平和高電平。電壓傳輸特性描述了反相器輸出電壓隨輸入電壓變化時的變化規(guī)律。一般 (min)IHVVV IH ( m in ) ?輸入信號噪聲容限 VNL和 VNH 電壓傳輸特性可見，當輸入信號偏離正常低電平 （ ）而升高時，輸出的高電平并不會改變。因此，輸入信號有一個允許的波動范圍，稱為噪聲容限， 定義低電平輸入噪聲容限 高電平輸入噪聲容限： ILILNL VVV ?? ( m a x )( m in )IHIHNH VVV ??(max)ILVVV IL ( m a x ) ? 是指在保證輸出電壓為為額定高平（ ） 90%的條件下，允許的最大輸入低電平值。噪聲容限的大小反應(yīng)了門電路抗干擾能力的大小。 （ 1）輸入特性：是指 輸入電流 隨 輸入電壓 變化的關(guān)系曲線 反相器電路，如果輸入信號僅為高電平或低電平時，則輸入端的電路等效可畫出。 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk Ω( vI)( vO)vB 1vC 2vE 2數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 VC Cb e2b e5D1vIiIT1R1k Ω4VVvVV ILICC ,5 ???mAR vvVI ILBECCIL 111 ??????當 時，輸入低電平電流為 時的輸入電流叫做回路短路電流 。在作近似分析計算時， 經(jīng)常用手冊上給出的 近似代替。 0?Iv ISI ISIILIISIILI數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 VC Cb e2b e5D1vIiIT1R1k Ω4 時， T1管 處于 的狀態(tài)，相當于把原來的集電極 C1當作發(fā)射極 E1使用，而把原來的發(fā)射極當做集電極使用了。 VVv IHI ??CBE VVV ?? 倒置狀態(tài)下三極管的電流放大系數(shù)極?。? 在 以下），所以高電平輸入電流也很小。方向流入 T1管內(nèi)。輸入電壓介于高、低電平之間的情況要復(fù)雜一些，但考慮到這種情況通常只發(fā)生在輸入信號 電平轉(zhuǎn)換的暫短過程中，所以就不作詳細的分析了。輸出高電平時應(yīng)用時外接負載 RL。 （ 2）輸出特性：是指 輸出電壓 隨 輸出電流 變化的關(guān)系曲線 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk Ω( vI)( vO)vB 1vC 2vE 2VC CR4T4D2ΩR2k Ω1 . 6 1 3 0iLRLvO數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 輸出高電平時，負載電流 較小范圍內(nèi)變化時， T4各級的電壓 ， T4工作放大狀態(tài)（射極跟隨輸出）， 變化很小。這時 T4將失去射極跟隨功能，因而 隨 絕對值的增加幾乎線性下降。 74系列門電路的運用條件規(guī)定，輸出為高電平時，最大負載電流不能超過。 VVCC 5? VV OH ?mAI OH ? 下圖給出了 74系列門電路在輸出高電平時的輸出特性曲線。當 以后， 隨著絕對值的增加下降較快。由于 T5飽和導(dǎo)通時 c—e間的內(nèi)阻 (導(dǎo)通內(nèi)阻 )很?。ㄍǔＴ?0Ω以內(nèi)），所以負載電流 增加時輸出的低電平 稍有升高。門電路為 74系列電路。要求 G1輸出的高、低電平滿足 VVOL ?VVOH ?解： 時，電流方向如圖示。 VVOL ?LIL iiN ?1161161 ???ILLiiN 查 74系列門電路的輸入輸出特性，輸出 時的負載電流 ，每個門的輸入電流為 VVOL ?mAiL 16? mAiIL 1??111……1＆G1G4G3G2vON數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 ???IHLIiNLIH iIN ?2 綜合以上兩種情況： 74系列反相器可以驅(qū)動同類型反相器的最大數(shù)目是 N＝ 10。用扇出系數(shù)表明門電路的帶負載能力。設(shè)高電平輸出能驅(qū)動的負載門數(shù)目 N2。每個輸入端高電平輸入電流 。這種變化越小，說明門電路帶負載的能力越強。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 VC Cb e2b e5vIT1R1k Ω4RP（ 3）輸入端負載特性 門電路應(yīng)用時，有時需要在輸入端接入電阻 RP。等效電路如圖。 Iv)( 11BECCPPI vVRRRv ???Iv在 時， 幾乎隨 RP正比變化。 與 RP的關(guān)系趨近于 的一條水平線。G1和 G2均為 74系列反相器。 即 G1和 G2之間串聯(lián)的電阻不應(yīng)大于 690Ω。 ?? kR P 11RPG1G2vO 1vI 2數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 TTL反相器的動態(tài)特性 )( P L HP H Lpd ttt ?? 21TTL反相器平均傳輸延遲時間 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 為便于實現(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。 其他類型的 TTL門電路 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk ΩD2B 多發(fā)射三極管可以看作發(fā)射極獨立、基極和集電極分別并聯(lián)在一起的三極管。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 A、 B中有一個接低電平，則 T1管必有一個發(fā)射結(jié)導(dǎo)通， 這時 T2和 T5都不導(dǎo)通， T4和 D2導(dǎo)通，輸出為高電平。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)實現(xiàn)的。 如果 A、 B一個接高電平而另一個接低電平，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。當 A為高電平時， T2和 T5同時導(dǎo)通， T4截止，輸出 Y為低電平。 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4AYT239。BR139。 BAY ?? 或邏輯是通過將 T2和 T’2兩個三極管的輸出端并聯(lián)來實現(xiàn) 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 將或門電路中的每個輸入端三極管改用多發(fā)射極三極管，得到與或非門電路。T139。BD A、 B同時為高電平時， T T5導(dǎo)通而 T4截止，輸出 Y低電平。只有當 A、 B和 C、 D每一組輸入都同時為低電平時， T2和 T‘2同時截止，T5截止 T4導(dǎo)通，輸出 Y高電平。反之