2022-2023学年高二物理竞赛课件：TTL门电路

TTL门电路 2 TTL门电路 一、 典型TTL与非门 1.电路结构: 输入级、 中间级、 输出级 2.工作原理： 设UIH=3.4V UIL=0.2V Uon=0.7V VCC=5V 结论：Y=AB (1) A=B=1, (2) A=0, B=1, Y=0 开态 Y=1 关态 (3) A=1, B=0, Y=1 关态 (4) A=0, B=0, Y=1 关态 3 3.TTL与非门的主要外部特性 (1)电压传输特性 ②阀值电压： UT=1.4V ③关门电平、开门电平及噪声容限 主要静态参数 ①输出逻辑高电平和低电平 标准值 合格值 高电平UOH 3.4V ≥2.4V 0.2V ≤0.4V 低电平UOL 0 0.5 1.0 1.5 uI/V a b c d e 3.0 2.0 1.0 uO/V UT (a)电压传输特性 4 (3)输入负载特性 ①当 uI <1.3V时，T5截止 T2截止或 T2导通，但忽略其分流作用，因其处于放大状态。 ②当 uI =1.4V时，T5导通，箝位于1.4V ③稳定输出高电平，则RI 0.91 ① ④稳定输出低电平，则 RI 2.5 （此时uI =1.4V ） 5 ⑤ & “1” 直流5V档内阻20K 5 ⑥多余输入端的处理 与信号端并接；经一个电阻（大于1 ）接 电源正极；接地。 悬空引脚为1.4V左右 6 (4)输出特性 ①拉电流负载 ②灌电流负载 驱动门 负载门 & UOH iL & G1 G2 & UOL & IG 驱动门 负载门 7 ③扇入系数：NI ④扇出系数：NO 从输出特性曲线能看出允许的最大拉电流和灌电流。 （如高电平≥2.4V ; 低电平≤0.4 V ） 通常NO≥8。 和， 中较小的一个。 8 (5)动态特性 ①传输延迟 tPHL tPLH uI uO 图3.2.11 TTL与非门的传输延迟 & uI uO 9 54/74系列，10ns左右 1 u0 uI 已知tpd=10ns uI/V t 3.4 0.2 0.1ns u0/V t 3.4 0.2 10 Vcc与地间接退耦电容以消除尖峰电流带来的电路间的串扰。 ②动态尖峰电流 uI O t t icc O ICCH ICCL 图3.2.12 动态尖峰电流 11 二、 改进型TTL与非门 1. 54H/74H系列 图3.2.13 54H/74H系列与非门（54H/74H00)的电路结构 (1)输出级采用 达林顿结构三极管； (2)降低电阻的阻值 tpd ≈6ns,但加大了电路的静态功耗。 减小了门电路输出高电平时的输出电阻。 提高了三极管的开关速度使tpd ↓。 12 2. 54S/74S系列 图3.2.14 54S/74S系列与非门（54S/74S00)的电路结构 (1)引入抗饱和三极管。 (2)引入有源泄放电路。 tpd =3~5ns，电路的静态功耗仍比较大。 减轻三极管的饱和深度，使tpd ↓。 加速T5 的导通或截止，使tpd ↓。 $