数字集成电路的电路特性

2020/2/712.5.1TTL与非门的电压传输特性2.5.2TTL与非门的输入特性2.5数字集成电路的电路特性2.5.4TTL与非门的传输延迟时间2.5.3TTL与非门的输出特性结束放映2020/2/72复习TTL与非门的工作原理？常见的TTL门电路有哪些？2020/2/73图2-17三输入TTL与非门电路(a)电路(b)逻辑符号全1输出0有0输出11V2.1V2020/2/742.5.1TTL与非门的电压传输特性电压传输特性：输出电压uO与输入电压uI的关系曲线。图2-10TTL与非门电路的电压传输特性截止区线性区转折区饱和区1.曲线分析VT4截止，称关门VT4饱和，称开门2020/2/752.结合电压传输特性介绍几个参数(1)输出高电平UOH典型值为3V。(2)输出低电平UOL典型值为0.3V。2020/2/76(3)开门电平UON一般要求UON≤1.8V(4)关门电平UOFF一般要求UOFF≥0.8V在保证输出为额定低电平的条件下，允许的最小输入高电平的数值，称为开门电平UON。在保证输出为额定高电平的条件下，允许的最大输入低电平的数值，称为关门电平UOFF。UOFFUON2020/2/77(5)阈值电压UTH电压传输特性曲线转折区中点所对应的uI值称为阈值电压UTH（又称门槛电平）。通常UTH≈1.4V。(6)噪声容限（UNL和UNH）噪声容限也称抗干扰能力，它反映门电路在多大的干扰电压下仍能正常工作。UNL和UNH越大，电路的抗干扰能力越强。2020/2/78UOFFUNLUILUONUNHUIH2020/2/79①低电平噪声容限（低电平正向干扰范围）UNL=UOFF-UILUIL为电路输入低电平的典型值（0.3V）若UOFF=0.8V，则有UNL=0.8-0.3=0.5(V)②高电平噪声容限（高电平负向干扰范围）UNH=UIH-UONUIH为电路输入高电平的典型值（3V）若UON=1.8V，则有UNH=3-1.8=1.2(V)2020/2/7102.3.3TTL与非门的输入特性1.输入伏安特性输入电压和输入电流之间的关系曲线。图2-11TTL与非门的输入伏安特性（a）测试电路（b）输入伏安特性曲线2020/2/711两个重要参数：(1)输入短路电流IIS当uI=0V时，iI从输入端流出。iI=－(VCC－UBE1)/R1(2)高电平输入电流IIH当输入为高电平时，VT1的发射结反偏，集电结正偏，处于倒置工作状态，倒置工作的三极管电流放大系数β反很小(约在0.01以下)，所以iI=IIH=β反iB2IIH很小，约为10μA左右。2020/2/712图2-12输入负载特性曲线（a）测试电路（b）输入负载特性曲线TTL与非门的输入端对地接上电阻RI时，uI随RI的变化而变化的关系曲线。2.输入负载特性2020/2/713在一定范围内，uI随RI的增大而升高。但当输入电压uI达到1.4V以后，uB1=2.1V，RI增大，由于uB1不变，故uI=1.4V也不变。这时VT2和VT4饱和导通，输出为低电平。2020/2/714RI不大不小时，工作在线性区或转折区。RI较小时，关门，输出高电平；RI较大时，开门，输出低电平；ROFFRONRI→∞悬空时？2020/2/715(1)关门电阻ROFF——在保证门电路输出为额定高电平的条件下，所允许RI的最大值称为关门电阻。典型的TTL门电路ROFF≈0.7kΩ。(2)开门电阻RON——在保证门电路输出为额定低电平的条件下，所允许RI的最小值称为开门电阻。典型的TTL门电路RON≈2kΩ。数字电路中要求输入负载电阻RI≥RON或RI≤ROFF，否则输入信号将不在高低电平范围内。振荡电路则令ROFF≤RI≤RON使电路处于转折区。2020/2/7163.输出特性指输出电压与输出电流之间的关系曲线。(1)输出高电平时的输出特性负载电流iL不可过大，否则输出高电平会降低。图2-13输出高电平时的输出特性（a）电路（b）特性曲线拉电流负载2020/2/717图2-14输出低电平时的输出特性（a）电路（b）特性曲线(2)输出低电平时的输出特性负载电流iL不可过大，否则输出低电平会升高。一般灌电流在20mA以下时，电路可以正常工作。典型TTL门电路的灌电流负载为12.8mA。灌电流负载2020/2/7182.3.4TTL与非门的传输延迟时间1.平均传输延迟时间tpd平均传输延迟时间tpd表征了门电路的开关速度。tpd=（tpLH+tpHL）/2图2-15TTL与非门的平均延迟时间2020/2/7192．TTL门电路主要参数的典型数据表2-574系列TTL门电路主要参数的典型数据参数名称典型数据导通电源电流ICCL≤10mA截止电源电流ICCH≤5mA输出高电平UOH≥3V输出低电平UOL≤0.35V输入短路电流IIS≤2.2mA输入漏电流IIH≤70μA开门电平UON≤1.8V关门电平UOFF≥0.8V平均传输时间tpd≤30ns2020/2/720作业题2-6