2022-2023学年高二物理竞赛课件：TTL门电路的动态特性

TTL门电路的动态特性 TTL门电路的动态特性 一、传输延迟时间tpd tpd表征门电路的开关速度 1 2 3 VI/V VO/V 4 2 0 D C B A E Voff Von Vth VoHmin 电压传输特性可以反映TTL非门的几个主要电参数： ① 输出高、低电平 VOH VOL 输出高电平VOH 输出低电平VOL ②关门电平(Voff)和开门电平(Von) Voff(VILmax) Von(VIHmin) 在保证输出高于VOHmin允许的输入低电平的最大值，称为关门电平Voff (VILmax); 在保证输出低于VOLmax允许的输入高电平的最小值，称为开门电平Von (VIHmin)。 0.8V 2V 3.4V 0.3V ③ 输出高、低电平的最小值 输出高电平最小值VOHmin 输出低电平最大值VOLmax ④ 阈值电压(Vth): 转折区中点对应的输入电压称阈值电压Vth。 2.4V 0. 4V 1 2 3 VI/V VO/V 4 2 0 D C B A E Voff Von Vth VoHmin VOH VOL 4 噪声容限 VNH= VOHmin-VIHmin VNL= VILmax-VOLmax VNH= 2.4-2=0.4V VNL= 0.8-0.4=0.4V 电压传输特性的转折部分曲线越陡， Voff和Von的数值越靠近，越接近同一数值（阈值电压Vth） ，则噪声容限越高，抗干扰能力越强。 思考：前后级之间电流的联系 ？ 前级输出为 高电平时 前级（驱动门） 后级（负载门） 前级流出 电流IOH（拉电流） 1 发射结反偏,输入电流IIH很小(几十μA) 前级输出为 低电平时 前级（驱动门） 后级（负载门） 0 流入前级的电流IOL (灌电流) 输入低电平时的输入电流IIL，大约为－1mA。 扇出系数（fan out） —— 一个门电路能驱动同类门的最大数目。 拉电流工作情况： & & & IOH II H II H 灌电流工作情况： & & & IOL II L II L 扇出系数－－衡量门电路的带负载能力。 VOL=0.2V时，查特性图得到输出电流IOL=16mA,每个负载门的输入电流为IIL=－1mA VOH=3.2V时，手册规定|IOH|=0.4mA;每个负载门的输入电流为IIH=40μA 综上所述，扇出系数NO=10 IIL IOL IIH IOH 计算G1可驱动多少个同样门？要求VOH≥3.2V, VOL≤0.2V 解：（1）vO1=VOH、vI2≥VIH(min)时 应满足：VOH－IIHRP≥VIH(min) G1 G2 RP vO1 vI2 例：为保证G1输出的高低电平能正确传递到G2，要求vO1=VOH、vI2≥VIH(min)；vO1=VOL、vI2≤VIL(max)，试计算RP的最大允许值。所有参数见前 A为0.2V时，B应≤0.8V，若RP太大，B会＞0.8V 应满足：0.2+iRP ≤0.8 代入得 （2）vO1=VOL、vI2≤VIL(max)时 取R1 =4kΩ 综上：RP不应大于690Ω. A RP R1 VCC B VIL VoL $