TTL与三态门(第六讲)2014

1第二章基本运算电路§2.1基本逻辑门电路2.1.1基本逻辑运算2.1.2二极管与门及或门电路2.1.3非门电路2.1.4DTL与非门§2.2TTL逻辑门电路§2.3CMOS逻辑门电路§2.4集成运算运放电路2•电压传输特性测试电路&+5Vuiu03.TTL与非门的传输特性3u0(V)ui(V)123UOH(3.6V)UOL(0.3V)传输特性曲线u0(V)ui(V)123UOH“1”UOL(0.3V)阈值UT=1.4V理想的传输特性输出高电平输出低电平4UOHUOLUNLUSLUOFFUNHUONUSH5•标准高电平USH：输出高电平的下限值(2.4V)•标准低电平USL：输出低电平的上限值(0.4V)•关门电平UOFF：保证输出为标准高电平USH的条件下所允许的最大输入低电平(0.8V)•开门电平UON：保证输出为标准低电平USL的条件下所允许的最小输入高电平(1.8)•高电平噪声容限UNH：UNH=USH-UON(0.6V)•低电平噪声容限UNL：UNL=UOFF-USL(0.4V)•TTL典型值UOH=3.6VUOL0.3V64.TTL与非门的改进•有源泄放TTL与非门电路如右图所示，由三极管VT6及电阻R3、R6组成。作用是加快了VT5的导通和截止的过程，提高了与非门的开关速度。74.TTL与非门的改进•抗饱和TTL与非门电路如右图所示，三极管VT1、VT2和VT5换成了肖特基管（用肖特基三极管钳位）。84.TTL与非门的改进•抗饱和TTL与非门电路抗饱和电路的出发点是为了消除三极管进入深饱和区时存储电荷的影响，采取必要的措施，使三极管不工作在深饱和区，减少由存储电荷的消散所需时间，从而提高与非门的工作速度。改进主要围绕提高工作速度、降低功耗、增强抗干扰能力以及提高集成度方面。9(1)输出高电平UOH5.TTL与非门的主要参数输入一个（或几个）为低时，门电路的输出电平。典型值为3.6V。UOH≥USH=2.4V（USH标准高电平）(2)输出低电平UOL额定负载下，输入全为高时，门电路的输出电平。典型值为0.3V。UOL≤USL=0.4V（USL标准低电平）10(3)高电平输入电流IIH输入漏电流，指某一输入端为高电平，其它输入端接地时，该高电平输入端的电流值。一般IIH≤50μA(拉电流IOH)(4)输入低电平电流IIL指与非门的某一输入端接低电平，其它输入端接高电平或悬空时，该低电平输入端的电流值。一般IIL≤1.4mA(灌电流IOL)11&&前后级之间电流的联系12R1T1+5V前级输出为高电平时前级后级反偏前级流出电流IOH（拉电流），后级流入电流IIH(≤50μA)+5VR4R2R5T3T413前级输出为低电平时R1T1+5V前级后级流入前级的电流IOL约1.4mA(灌电流)，输入低电平电流IIL。+5VR2R13kT2R3T1T5b1c13K141155RbeTTIOL结压降的压降mA4.137.03.05灌电流的计算饱和15名称及符号含义输入低电平电流IIL输入为低电平时流入输入端的电流-1.4mA。输入高电平电流IIH输入为高电平时流入输入端的电流50μA。IOL及其极限IOL（max）当IOLIOL(max)时，输出不再是低电平。IOH及其极限IOH(max)当IOHIOH(max)时，输出不再是高电平。关于电流的技术参数16(5)扇出系数NO与非门电路输出驱动同类门的个数+5VR4R2R5T3T4T1前级T1T1IiH1IiH3IiH2IOH前级输出为高电平时例如：17+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1前级IOLIIL1IIL2IIL3前级输出为低电平时18输出低电平时，后级流入的电流（灌电流）：2IL1ILOLIII输出高电平时，流出前级的电流（拉电流）：2IH1IHOHIII一般与非门的扇出系数为8～10。由于IOL、IOH的限制，每个门电路输出端所带门电路的个数，称为扇出系数。IL(max)OLOLOI/INN19•输入端通过电阻R接地的情况Rui输入端“1”,“0”？+5VLR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC20R较小时R较小时，uiUOFF相当输入低电平，所以输出为高电平。Rui+5VLR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC)5(11beiURRRuRR33.421R增大RuiuiUON时，输入变高，输出变低电平。RR33.4)V(8.1R临界=2.16KRui+5VLR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC22•悬空的输入端相当于接高电平。为了防止干扰，可将悬空的输入端接高电平。(6)开门电平UON：额定负载下，保证输出为标准低电平时的最小输入电压值。产品规范值为1.8V(7)关门电平UOFF：保证输出为标准高电平时对应的最大输入电压值。产品规范值为0.8V23(8)平均传输时间平均传输时间)tt(21t)off(d)on(dpd用来表示电路开关速度的参数242.2.2其它形式的TTL门电路1.集电极开路门（OC门-OpenCollector）&符号！它与基本的TTL与非门电路相比，少了T3和T4两个晶体管，并将输出管T5的集电极开路。工作时，T5的集电极(即输出端)通过外接电源和电阻RL作为OC门的有源负载。解决了一般TTL门电路输出不能直接相接的问题。2526集电极悬空无T3,T4+5VLR2R13kT2R3T1T5b1c1ABCT3T427应用时输出端要接一上拉负载电阻RLRLUCC+5VLR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC28•OC门可以实现“线与”功能&&&UCCL1L2L3LL=L1L2L3RL输出级UCCRLT5T5T5L29L=L1L2L3?任一导通L=0UCCRLL1L2L3L30全部截止L=1L=L1L2L3?所以：L=L1L2L3UCCRLL1L2L3F31SHCIHOHCCUR)NInI(V'IHOHSHCCmaxCNInIUVR'32SLCILOLCCUR)NII(VILOLSLCCminCNIIUVRmaxCCminCRRR33负载电阻RL和电源UCC可以根据情况选择&J+12V220VJ如RL用继电器线圈（J）替代，可以实现对其它电路的控制。342三态门(TristateLogic,TSL)三态“与非”门的输出除了具有与前述“与非”门相同的高低电平外，还具有高输出电阻的第三种状态，称为高阻状态。TTL三态输出“与非”门电路与一般TTL“与非”门电路相比，只是多出了一个二极管D，其中A和B是输入端，E是控制端或称使能端(通常接另一“与非”门的输出端)。35E---控制端+5VLR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDEE3601截止ABL+5VLR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDEE3710导通截止截止高阻态+5VLR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDEE38&ABLE符号输出高阻0E1EABL功能表低电平起作用39&ABFE符号输出高阻1E0EABF功能表高电平起作用40０１０三态门主要作为TTL电路与总线间的接口电路用途1：E1、E2、E3轮流接入高电平，将不同数据（A、B、C）分时送至总线。E1E2E3公用总线ABC41利用三态门实现数据的双向传输用途2：42P71：1、题2.2(中间一小题不做)2、题2.3习题