第3章门电路3.ppt

数字集成电路:在一块半导体基片上制作出一个完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。使用时接:电源、输入和输出。数字集成电路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价格便宜的特点。TTL型电路:输入端和输出端都采用了三极管结构,称之为:三极管--三极管逻辑电路(Transistor—TransistorLogic),简称为TTL电路。,将集成电路分为以下几类:小规模集成电路:100个以下(元件和连线)(SmallScaleIntegration:SSI)中规模集成电路:几百个(MediumScaleIntegration:MSI)大规模集成电路:几千个(LargeScaleIntegration:LSI)超大规模集成电路:一万个以上(VeryLargeScaleIntegrationVLSI)1一、电路结构:以74系列TTL反相器的典型电路为例其中,D1是输入端钳位二极管,它既可以抑制输入端可能出现的负极性干扰脉冲,又可以防止输入电压为负时T1的发射极电流过大,起到保护作用,正常工作时,、V1=,VB1=+=:T1深度饱和,VCES1≈0VT2、T5截止,→IB2=IC2≈,VB4≈5V-==VCC-VR2-VBE4-VD2=5---=(V)→T4、D2导通32、V1==+=(不考虑T2、T5),由于T2、T5的存在和PN结(VBE)的钳位作用,T2、T5导通,VB1=,VC1=,VE1=→T1管倒置假设T2饱和导通则VCES2≤,VC2=+=1VT2饱和导通<T2饱和导通→VC2=1V,→VB4=1V→T4、D2截止IC5=0,→T5深度饱和→VO=VCES5=:输出级在稳定状态下T4和T5总是一个导通而另一个截止,所以,TTL非门电路静态功耗低、驱动负载的能力强。总结:V1=:T1深度饱和,T2、T5截止,T4、D2导通,VO=(V)V1=:T1管倒置、T2饱和导通、T4、D2截止、T5深度饱和VO=VCES5=⑴AB段:当Vi<,Vb2<,T2和T5管截止,T4导通,输出为高电平,VoH=Vcc-VR2-Vd2-Vbe4⑵BC段:<Vi<,故T2管开始导通并处于放大状态,所以Vc2和Vo随Vi的增高而线性地降低。但T5管仍截止。故BC段称为线性区。ABCVOVI0123321三、电压传输特性:⑶CD段:<Vi<,Vb1=,使T2和T5管均趋于饱和导通,T4管截止,所以Vo急剧下降为低电平,Vo=VoL=,故称CD段为转折区。≥⑷DE段:,,T2和T5管均饱和,Vo=Vces5=,故DE段称为饱和区。,必须了解门电路的输入特性和输出特性。一、输入特性:当Vi<,T2和T5管截止,Ii=-IR1,当Vi=ViL=:VI=0时的输入电流叫做输入短路电流IIS当VIL增大时,|IIL|随之减小。,Ii转为正方向。当VI=VIH=,此时的输入高电平电流IIH约为10A。IIH叫做输入漏电流,74系列的IIH<40µAIR1iI8输入短路电流IIS流出T1,为负值,Iis=-=-1mA≈Iis输入漏电流IIH流入T1,为正值,IIH<40µA输入特性曲线:IISIILIIH9二、输出特性:1、低电平输出特性(灌电流)输出为低电平时,门电路输出端的T5管饱和导通而T4管截止。b14KIL+VCC1D1截止5饱和TTR截止4c4R4Kb1R输出低电平IOLC5I=+VCCILIOLIILIIL由于T5管饱和导通时c-e间的电阻很小,所以负载电流iL增加时VOL仅稍有升高,在一定范围内基本为线性关系。把允许灌入输出端的电流定义为输出低电平电流IOL,产品规定IOL=16mA。NOL称为输出低电平时的