第三章 逻辑门2(TTL门电路).ppt

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1、§3.5TTL门电路§3.5.1双极性三极管的开关特性1.双极型三极管的结构一.双极型三极管的开关特性在工作时，有电子和空穴两种载流子参与导电过程，故称这类三极管为双极型三极管。12.双极型三极管的输入特性和输出特性（1）输入特性以b和e之间的发射结作为输入回路，可得到表示输入电压vBE和输入电流iB之间关系的输入特性曲线。输入特性曲线近似于指数曲线，一般采用图中虚线所示的折线来近似。VON称为开启电压VON=0.5~0.7V(硅管)VON=0.2~0.3V(锗管)2（2）输出特性以c和e之间的回路作为输出回路，可得到在不同iB值下表示集电极电流iC和集电极电压vCE之间关系的输出特性

2、曲线。(iC不仅受vCE的影响，还受输入iB的控制)放大区（线性区）特点：iC随iB成正比地变化，几乎不受vCE影响电流放大系数饱和区特点：iC不再随iB以β倍的比例增加而趋于饱和深度饱和状态下，饱和压降VCE(sat)在0.3V以下截止区特点：iB=0，iC几乎等于0仅有微小的反向穿透电流ICEO流过。硅三极管通常ICEO在1μA以下33.三极管的基本开关电路VccRCRBvo-+vI-+iBiC由输入特性可知：iB=0，三级管截止由输出特性可得：所以vO=vOHVCCiB=0时iC0(1)当vI

3、I>VON时，有iB产生，三极管进入放大区由三极管的放大系数β，可得注：电压放大倍数5负载线(3)当vI继续升高时，RC上的压降也随之增大。当RC上的压降接近VCC时，三极管处于深度饱和状态开关电路处于导通状态所以6若以VCE(sat)表示三极管深度饱和时的压降，则深度饱和时所需要的基极电流为IBS称为基极饱和电流所以，为使三极管处于饱和工作状态，开关电路输出低电平，必须保证由于饱和区内的β值比线性区内的β值小得多，而且不是常数，所以由上式计算出的IBS值比实际需要的IBS值要小。7截止条件:截止特点:导通特点:导通条件:VccRCRBvo-+vI-+iBiC三极管开关电路的开关特性小

4、结84.三极管的开关等效电路bec截止状态饱和导通状态实际电路中通常都满足饱和压降，截止时的反向穿透电流，所以在分析三极管开关电路时经常使用下面的开关等效电路。bceVonVCE(sat)RCE(sat)ceVonb95.三极管的动态开关特性：tuAR1R2A+uccFuFt+ucc0.3V（三极管内部电荷的建立和消散都需要一定的时间）10vEE为负电源6.三极管反相器Rc(vo)R1AYVCCvEE(vi)R21YAY3V0.30Vvcc11例2.3.1:已知RC=1K,R1=3.3K,R2=10K,=20，VCE(sat)=0.1v,输入的高低电平分别为VIH=5v,VIL

5、=0v,求输出电平。解：首先利用戴维南定理将发射结的外接电路化简为如下的等效电路Rc(vo)R1AYVCC=5vvEE=-8v(vi)R2VBe+-bRBe+-bR1R2VEEVI12当VI=VIL=０V时，三极管截止，V0=VCC=5V。VBe+-bRBe+-bR1R2VEEVI13当VI=VIH=5V时，满足　　　，所以三极管饱和导通，V0=VCE(sat)=0。因此，电路参数的设计是合理的。VBe+-bRBRc(vo)R1AYVCC=5vvEE=-8v(vi)R214§3.5.2TTL反相器的电路结构和工作原理一、电路结构输入输出均为三极管，所以称为三极管-三极管逻辑电路（Tra

6、nsistor-TransistorLogic）简称TTL电路。图3.5.9TTL反相器的典型电路15(v0)+5VYR4R2R1４kT2R3T4T1T5b1c1A1.6k1301kD2D1(vI)vCCvE2vC2vE2vC21、输入为低电平（0.2V）时0.9V不足以让T2、T5导通三个PN结导通需2.1Vvo=VCC-vR2-vBE4-vD23.4V高电平！0.2VPNN导通截止vR2=IBSR2,将T4看作深度饱和，IBS在手册中查到16(v0)+5VYR4R2R1４kT2R3T4T1T5b1c1A1.6k1301kD2D1(vI)vCCvE2vC22、输入高

7、电平（3.4V）时3.4V全导通电位被钳位在2.1V倒置状态0.9V截止vO=VCE(sat)T50.2V低电平17(v0)+5VYR4R2R1T2R3T4T1T5b1c1AD2D1(vI)vCC输出级的工作特点是：在稳定状态下T4和T5总是一个导通而另一个截止，这就有效地降低了输出级的静态功耗并提高了驱动负载的能力。通常把这种形式的电路称为推拉式(push-pull)电路或图腾柱(totem-pole)输出电路。钳位二极管既可以抑制输入端