7.3.1-TTL与非门电路（教案）-《电子技术基础》同步教学（人民邮电出版社）

教案 编号：PTzZ-669 流水号：1668 （首页）共 4页 课程 《电子技术基础》 一体化 理论 章节（课题）及内容 TTL与非门电路 班级日期 中职 2024.05 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解TTL与非门电路的基本结构和工作原理。 · 掌握TTL与非门电路的逻辑功能和特性曲线。 · 学会使用TTL与非门电路进行简单的设计和计算。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. TTL与非门电路的基本结构和逻辑功能。 2. TTL与非门电路的特性曲线和工作原理。 3. TTL与非门电路的应用和设计。 教学难点 1. TTL与非门电路内部晶体管的工作状态分析。 2. TTL与非门电路的特性曲线理解。 3. TTL与非门电路在实际应用中的设计和调试。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 直观教学：利用多媒体课件、实物展示和实验演示等方式，帮助学生形象地理解TTL与非门电路的结构和工作原理。 2. 互动教学：通过提问、讨论和小组合作等方式，激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度。 3. 实践教学：安排实验和仿真环节，让学生在实践中掌握TTL与非门电路的应用和设计方法。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 复习上节课内容，回顾数字电路基础知识。 2. 介绍TTL与非门电路在数字电路中的重要地位和广泛应用。 3. 提出问题，引导学生思考TTL与非门电路的特点和工作原理。 2分钟 讲授新课 练习指导 TTL与非门电路的基本结构包括输入级、放大级和输出级。输入级由多发射极晶体管T1组成，它将二极管与门电路集成在一起，提高了工作速度。放大级由三极管T2和电阻R2、R3组成，T2的放大作用为输出管T3提供较大的基极电流，加速了输出管的导通。输出级由三极管T3、T4、二极管D4和电阻R4组成，采用推拉式输出级结构，具有较强的负载能力。 工作原理方面，当输入电压小于0.6V时，输出为高电平；当输入电压在0.7-1.3V之间时，输出电压随输入电压的增大而线性降低；当输入电压在1.3V到1.4V之间时，输出电压急剧下降至低电平；当输入电压大于1.4V时，输出保持低电平。 TTL与非门电路在数字集成电路领域有着广泛的应用，其结构简单、易于集成，但工作速度相对较低。 **TTL与非门电路的逻辑功能和特性曲线** **逻辑功能**： TTL与非门电路，也称为晶体管-晶体管逻辑门电路，是数字电路中常用的一种逻辑门。其核心逻辑功能是实现“与非”运算，即当所有输入信号都为高电平时，输出信号为低电平；只要有一个输入信号为低电平，输出信号就为高电平。这种逻辑功能可以用真值表来表示，也可以用逻辑表达式来描述。 **特性曲线**： TTL与非门电路的特性曲线主要包括输入特性曲线和输出特性曲线。 1. **输入特性曲线**：描述了输入电压与输入电流之间的关系。对于TTL与非门电路，当输入电压低于某个阈值电压（通常是1.4V左右）时，输入电流很小，可以近似为零；当输入电压超过阈值电压时，输入电流迅速增加。 2. **输出特性曲线**：描述了输出电压与输出电流之间的关系。TTL与非门电路的输出特性通常分为三个区域：截止区、线性区和饱和区。在截止区，输出电压接近电源电压，输出电流很小；在线性区，输出电压随输出电流的增加而线性下降；在饱和区，输出电压基本保持不变，即使输出电流继续增加。 **使用TTL与非门电路进行简单的设计和计算** 1. **设计**： - 根据逻辑功能要求，确定所需TTL与非门的数量和连接方式。 - 选择合适的电源电压和负载电阻，以满足电路的工作条件。 - 考虑到信号传输的延迟和干扰问题，合理布局电路板或集成电路的引脚排列。 2. **计算**： - 计算输入信号的噪声容限，确保电路在噪声环境下仍能正常工作。 - 根据输出电流和负载电阻的大小，估算输出电压的摆幅范围。 - 对于复杂的逻辑电路，可以使用逻辑代数或仿真软件进行功能验证和性能分析。 在实际应用中，TTL与非门电路的设计和计算需要结合具体的电路参数、工作条件和性能指标来进行。通过不断学习和实践，可以逐渐掌握这方面的知识和技能。 10分钟 7分钟 自主学习 8分钟 练习训练 1. 设计一个简单的TTL与非门电路，实现输入信号的反向输出。 2. 分析TTL与非门电路的特性曲线，说明其与输入信号电压和输出信