全TTL门电路.docx

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全TTL门电路

TTL门电路

1.双极性三极管的开关特性（静态）

图1

在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在饱和和截止两种开关状态，放大区只是极短暂的过渡状态。

2.三极管的开关时间（动态特性）

图2

（1）开启时间ton：

三极管从截止到饱和所需的时间。

ton=td+tr

td：

延迟时间tr：

上升时间

（2）关闭时间toff：

三极管从饱和到截止所需的时间。

toff=ts+tf

ts：

存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长）

tf：

下降时间

toff>ton。

开关时间一般在纳秒数量级。

高频应用时需考虑。

3.TTL反相器（Transistor-TransistorLogic）

图3

图4

Ø采用推拉式输出级利于提高开关速度和负载能力

VT3组成射极输出器，优点是既能提高开关速度，又能提高负载能力。

当输入高电平时，VT4饱和，uB3=uC2=0.3V+0.7V=1V，VT3和VD截止，VT4的集电极电流可以全部用来驱动负载。

当输入低电平时，VT4截止，VT3导通（为射极输出器），其输出电阻很小，带负载能力很强。

可见，无论输入如何，VT3和VT4总是一管导通而另一管截止。

这种推拉式工作方式，带负载能力很强。

图5

图6

图7

图8

图9

两个重要参数：

（1）输入短路电流IIS

当uI=0V时，iI从输入端流出。

iI=－（VCC－UBE1）/R1=－（5－0.7）/4≈－1.1mA

（2）高电平输入电流IIH

当输入为高电平时，VT1的发射结反偏，集电结正偏，处于倒置工作状态，倒置工作的三极管电流放大系数β反很小（约在0.01以下），所以

iI= IIH=β反 iB2

IIH很小，约为10μA左右。

Ø输入负载特性

TTL反相器的输入端对地接上电阻RI时，uI随RI的变化而变化的关系曲线。

图10

图11

图12

（1）关门电阻ROFF——在保证门电路输出为额定高电平的条件下，所允许RI的最大值称为关门电阻。

典型的TTL门电路ROFF≈0.7kΩ。

（2）开门电阻RON——在保证门电路输出为额定低电平的条件下，所允许RI的最小值称为开门电阻。

典型的TTL门电路RON≈2kΩ。

　数字电路中要求输入负载电阻RI≥RON或RI≤ROFF，否则输入信号将不在高低电平范围内。

　振荡电路则令ROFF≤RI≤RON使电路处于转折区。

图13

图14

图15

图16

图17