2022-2023学年高二物理竞赛课件：TTL门电路

TTL门电路 肖特基系列74S/54S（Schottky TTL） TTL门电路 图3.5.54 电路如图3.5.54所示 a. 在74S系列的门电路中采用抗饱和三极管（或称为肖特基三极管）。是由普通的双极型三极管和势垒二极管（SBD－Schottky Barrier Diode)组合而成。 1.电路结构的改进 由于势垒二极管－SBD的开启电压很低，只有0.3V～0.4V，故三极管的集电结（b－c结）正向偏置后，SBD先导通，并把b－c结电压钳位在0.3V～0.4V。而且从基极流过来的过驱动电流也从SBD分流，从而有效地制止三极管进入过饱和状态。从而提高管子的开关速度，降低传输延迟时间 3.5.6 TTL电路的改进系列 3.5.6 TTL电路的改进系列 b. 用有源泄放电路代替74H系列中的R3，加快输出管T5的导通和截止，从而缩短了电路的传输延迟时间； 图3.5.54 c.引进有源泄放电路可以改善门电路的电压传输特性，没有线性区,如图3.5.55 所示。 图3.5.55 d. 减小电阻值 ，功耗增加；由于T5为浅饱和，故低电平升高。 三、低功耗肖特基系列74LS/54LS （Low-Power Schottky TTL） 3.5.6 TTL电路的改进系列 电路如图3.5.42所示(P137)。 1.电路结构的改进： a. 仍然采用抗饱和三极管和有源泄放电路； b. 用肖特基二极管SBD代替多发射极三极管； c. 为了加快管子的开关速度，增加了D3和D4两个SBD管子。 d. 大幅度提高电路中各个电阻的阻值，另将R5接地改为接到输出端。 2. 74LS系列的优点 传输延迟时间短,功耗降低 3.5.6 TTL电路的改进系列 1. 74AS系列（Advanced Schottky TTL）： 2. 74ALS系列（Advanced Low-Power Schottky TTL） 为了降低延迟－功率积（dp积），采用较高阻值电阻，缩小器件的尺寸，在电路也做了局部的改进。其dp积是74系列门电路中最小的一种。 电路和74LS系列相似，但采用低阻值电阻，故传输延迟时间较短，工作速度提高。但功耗要74LS系列的大些。 四 、74AS和74ALS系列 注：在不同系列的TTL器件中，只要器件型号的后几位数码相同，则其逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。 3.6 其他类型的双极型数字集成电路*（自学） DTL：输入为二极管门电路，速度低，已经不用 HTL：电源电压高，Vth高，抗干扰性好，已被CMOS替代 ECL：非饱和逻辑，速度快，用于高速系统 I2L：属饱和逻辑，电路简单，用于LSI（大规模集成电路）的内部电路 · · · 3.7 Bi－CMOS电路*（自学） 3.8 TTL电路与CMOS电路的接口* 由于现在大规模集成电路中，存在着TTL和CMOS两种逻辑电路，故经常会遇到两种电路连接问题，即TTL和CMOS 电路的接口问题。 对于图3.8.1所示电路，无论何种门作为驱动门，都必须为负载门提供合乎标准的高、低电平和足够的驱动电流。即要满足下列各式： 其中n和m分别为负载电流中IIH、和IIL的个数。 一 用TTL电路驱动CMOS电路 1.用TTL电路驱动4000系列和74HC系列CMOS电路 表3.8.1所示为部分TTL电路系列和CMOS电路系列的参数 3.8 TTL电路与CMOS电路的接口* 表3.8.1 -0.1×10－3 -0.1×10－3 -0.4 -1.6 IIL(max) / mA 0.1 0.1 20 40 IIH(max) / μA 0.8 1 0.8 0.8 VIL(max) / V 2 3.5 2 2 VIH(min) / V 4 4 8 16 IOL(max) / mA -4 -4 -0.4 -0.4 IOH(max) / mA 0.1 0.1 0.5 0.4 VOL(max) / V 4.4 4.4 2.7 2.4 VOH(min) / V CMOS (74HCT系列) CMOS (74HC系列) TTL (74LS系列) TTL (74系列) 电路种类 参数名称 由表中可以看出 3.8 TTL电路与CMOS电路的接口* 表3.8.1 -0.1×10－3 -0.1×10－3 -0.4 -1.6 IIL(max) / mA 0.1 0.1 20 40 IIH(max) / μA 0.8 1 0.8 0.8 VIL(max) / V 2 3.5 2 2 VIH(min) / V 4 4 8 16 IOL(max) / mA -4 -4 -0.4 -0.4 IOH(max) / mA 0.1