TTL集成逻辑门TTL与非门工作原理小规模TTL集成门电路的主要外部特性参数改进型的TTL电路其他类型的TTL门电路下图所示为74H系列的一个TTL与非们电路，其输入输出部分主要由晶体管电路组成，所以称它为晶体管-----晶体管逻辑电路，简称TTL电路。图(a)图(b)输入级由多发射极晶体管T1组成，其等效电路见图(b)所示。它相当于把多个晶体管的集电极和基极分别并接在一起，而发射极作为逻辑门的输入端。钳位二极管Dl，D2，D3的作用是限制输入端可能出现的负极性干扰脉冲。Tl的引入，可加快晶体管T2储存电荷的消散，从而提高了TTL与非门的工作速度。中间级由电阻R2，R3和三极管T2组成。它的作用是从T2的集电极和发射极同时输出两个相位相反的信号，作为输出极中三极管T3和T5的驱动信号，且T2将前级电流放大以供给T5足够的基极电流。输出级由晶体三极管T3，T4和T5组成互补输出电路。T5导通时T4截止，T5截止时T4导通。由于采用了推挽输出(又称图腾输出)，它不仅增强了负载体力，还提高了工作速度。现说明：电路的动态工作情况。小规模TTL集成门电路的主要外部特性参数TTL集成门电路的主要外部特性参数，有标称逻辑电平、开门电平、关门电平、扇入系数、扇出系数、平均传输延迟等。这些参数与工程运用直接有关请读者注意。1. 标称逻辑电平表示逻辑值1和0的理想电平值，称为标称逻辑电平，记为V(1)和V(0)。TTL门电路的标称逻辑电平分别为V(1)＝5V，V(0)＝0V。2. (VoH)与(VoL)实际门电路中，高电平或低电平都不可能是标称逻辑电平，而是在偏离这一数值的一个范围内。此时，电路仍能实现正常的逻辑功能。表示逻辑值l的最小高电平VoH，称为开门电平，一般为3V左右；表示逻辑值0的最大低电平VoL称为关门电平，一般为0．4V左右。3. (Nr)门电路允许的输入端数目，称为该门电路的扇入系数。一般门电路的扇入系数Nr为1—5，最多不超过8。若芯片输入端数多于实际要求的数目，可将芯片多余输入端接高电平(+5V)或接低电平(地)。想一想：什么情况下接高电平？什么情况下接低电平？4. (Nc)一个门的输出端所能连接的下一级输入端的个数，称为该门电路的扇出系数，或称负载能力。一般门电路的扇出系数Nc为8，驱动门(功率门)的扇出系数Nc可达25。Nc体现了门电路的负载能力。5. 平均传输延迟时间(~ty)定义为 __ty＝(t1+t2)／2，其中，t1、t2分别为输入方波前沿和后沿50%处的延迟时间。__ty是反映门电路工作速度的一个重要参数。6. 平均功耗(p)定义为P＝(Pon十Poff)／2，其中，Pon是门电路输出低电平时的空载导通功耗，Poff是输出端为高电平时的空载截止功耗。功耗大的器件集成度不能很高，否则，元器件因无法散热而容易烧毁。为了满足高速度、低功耗、高抗干扰的要求，TTL电路不断改进，出现了74LS系列TTL电路。1. 电路结构图示为在TTL电路基础上发展起来的低功耗肖特基TTL与非门，其中T2，T3，T5，T6采用肖特基晶体管肖特基二极管D1，D2组成输入电路，由于D1，D2本身没有电荷存储效应，电路的工作速度较快。T2采用D1，D2钳位二极管后，其超额存储电荷少，因此，不再用多射极晶体管T1。Rl增大，降低了功耗。T3的射极电阻由接地改为接T5集电极，减少了IR4的电流。D3,D4两个肖特基二极管，既加快T4截止，又加速了T5的导通。T6，R6，R3代替原来的R3，为T5提供泄放回路，加快T5的截止。2. 电路工作原理工作过程见CAI所示。2.2.41. 集电极开路与非门集电极开路与非门简称OC门，电路结构与逻辑图符如图所示：(1) 与普通TTL与非门的区别①没有T3和T4组成的射极跟随器，T5的集电极是开路的。应用时将T5的集电极经外接电阻RL接到电源口Ucc上，才能实现与非逻辑功能。②普通TTL与非门的输出是推挽输出，输出电阻都很小，不允许将两个普遍TTL门的输出端直接连接在一起。但是OC与非门输出端可以直接并接在一起，如图所示：实现的逻辑功能是：_______________________ ___ ___ ___F=A1B1 + A2B2+ ··· +AnBn=A1B1 · A2B2 ··· AnBn由于电路并联后的输出F与每个OC门输出的关系是逻辑与的关系，且因输出端进行线连接而产生，故又称为线与逻辑。(2) OC门的应用①使用OC门可以构成控制总线。总线上连接的OC门最大数目n应满足下式： n≤(Ucc-2.4)/(Icomax*RL)式中，Ucc：外接电源5伏2.4：高电平输出最小值RL：外接电阻Icomax：每个OC门开路时的漏电流②OC门可以直接驱动指示灯和继电器。③通过改变外接电源来改变输出高电平，实现电平转换。2.普通的TTL门有两个输出状态，即逻辑0或逻辑1，这两个状态都是低阻输出。三态门除具有这两个状态外，还有高阻输出的第三态（禁止态），这时输出端相当于和其它电路断开。(1) 内部电路结构图示为三态输出的TTL与非电路。它是在普通门电路的基础上增加一个控制端EN及其控制电路。控制电路是两级反相器和一个钳位二极管。(2) 三态门逻辑符号三态门逻辑符号中EN输入端称使能端或控制端。无小圆圈表示EN=1（高电平）时控制信号有效，三态门正常输出；而EN=0（低电平）时禁止输出。有小圆圈表示┓EN=0（低电平）时，三态门正常输出；而┓EN=1时禁止输出。(3) 三态门的应用三态门在计算机系统中得到了广泛的应用，其中一个重要用途是构成数据总线。当三态门处于禁止状态时，其输出呈现高阻态，可视为与总线脱离。利用分时传送原理，可以实现多组三态门挂在同一总线上进行数据传送。而某一时刻只允许一组三态门的输出在总线上发送数据。