2022-2023学年高二物理竞赛课件：TTL反器的电路结构和工作原理

TTL反器的电路结构和工作原理 国产型号为CT54H/74H系列，与国际上SN54H/74H系列相当，部标型号为T2000系列 (c)肖特基系列： 国产型号为CT54S/74S系列，与国际上SN54S/74S系列相当，部标型号为T3000系列 (d) 低功耗肖特基系列： 国产型号为CT54LS/74LS系列，与国际上SN54LS/74LS系列相当，部标型号为T4000系列 高速系列： TTL反器的电路结构和工作原理 不同系列的同一种逻辑门，结构上略有差异，目的是为了提高逻辑门的工作速度，降低功耗，如为了改进74系列的工作速度，则采用达林顿管（74H系列）、肖特基管（74S系列）；为了降低功耗，采用小电阻。但这些差异不影响电路功能的分析。 一、电路结构 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 其电路如图3.5.9所示，它是由T1、 R1和D1组成输入级、由 T2、R2和R3组成倒相级、由T4、T5、R4、D2组成推拉式输出级构成的。 图3.5.9 TTL反相器的电路 设：VCC＝5V， VIH＝3.4V VIH＝3.4V， PN结的导通压降为 VON＝0.7V ①当vI＝VIL＝0.2V时 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 T1导通 T2截止 T4导通 T5截止 D2导通 vo＝VOH ≈VCC －IC2R2－2VON ≈3.4V 输出为高电平 图3.5.9 TTL反相器的电路 0.9V 3.4V 0.2V ①当vI＝VIH＝3.4V时 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 T1截止 T2导通 T4截止 T5导通 D2截止 vo＝VOL≈VCE（sat） ≈0.2V 输出为低电平 图3.5.9 TTL反相器的电路 2.1V 0.2V 3.4V 则输出和输入的逻辑关系为 特点： 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 ①T1处于“倒置”状态，其电流放大系数远远小于1 ②.推拉式输出结构 由T4和T5构成TTL反相器推拉式输出，在输出为高电平时， T4导通，T5截止；在输出为低电平时， T4截止，T5导通。 由于T4和T5总有一个导通，一个截止，这样就降低输出级的功耗，提高带负载能力。 当输出为高电平时，其输出阻抗低，具有很强的带负载能力，可提供5mA的输出电流 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 当输出为低电平时。其输出阻抗小于100Ω,可灌入电流14mA，也有较强的驱动能力。 ③二极管D1是输入级的钳位二极管，作用：a.抑制负脉冲干扰；b.保护T1发射极，防止输入为负电压时，电流过大，它可允许最大电流为20mA。 二、电压传输特性 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 TTL反相器输出电压随输入电压变化的曲线，称为电压传输特性，如图3.5.10所示 图3.5.10 TTL反相器的电 压传输特性 a. AB段： 图3.5.10 TTL反相器的电 压传输特性 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 b. BC段： 图3.5.10 TTL反相器的电 压传输特性 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 c. CD段： 图3.5.10 TTL反相器的电 压传输特性 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 d. DE段： 图3.5.10 TTL反相器的电 压传输特性 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 $