第七章双极型逻辑集成电路教材ppt课件.ppt

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1、2009-3-15韩良1第七章双极型逻辑集成电路2009-3-15韩良2§7-1TTL与非门电路TTL（TransistorTransistorLogic）——晶体管晶体管逻辑集成电路是双极型集成电路的基础，是集成电路产生最早的产品。2009-3-15韩良3思考题1.各种结构的TTL与非门单元电路各自的特点是什么？2.各种结构的TTL与非门单元电路中各个元器件的作用是什么？3.什么是OC门？它解决了什么问题？2009-3-15韩良47.1.1两管单元TTL与非门1.结构和工作原理VCCFR2R1ABCT1T2开态：输入全为高电平或浮空F=A.B.CT1反向有源T2饱和输出低电平关态：

2、输入有低电平T1深饱和T2截止输出高电平()OLRCESOOLIIrVV-+=22CES2OHCCOHIRVV2-=2009-3-15韩良57.1.1两管单元TTL与非门2.电压传输特性VCCFR2R1ABCT1T201234VoVi0.80.4单位:VF=A.B.C2009-3-15韩良67.1.1两管单元TTL与非门3.抗干扰能力VCCFR2R1ABCT1T201234VoVi0.80.4单位:VVILVIHVOLVLVWVOLVNMLVOHVNMH从电压传输特性上可以看到，当输入信号偏离正常的低(高)电平而升高(或降低)时，输出的高(低)电平并不是立刻改变。因此，允许输入的高、

3、低电平信号各有一个波动范围。在保证输出高、低电平基本不变的条件下，输入电平的允许波动范围称为输入端噪声容限。VOH01234VoVi0.80.4单位:VVOLVNMLVOHVNMHVDDVOHminVSSVOLmaxVILmaxVIHminVNMLmaxVNMHmax2009-3-15韩良87.1.1两管单元TTL与非门4.瞬态特性VCCFR2R1ABCT1T2截止过程：由于多射极晶体管T1的反抽作用，T2迅速截止，输出电平上升速度主要取决于IR2和负载电容的大小。一般速度较快。导通过程:导通速度取决于输出晶体管T2基极驱动电流和负载电容大小。前者一般较小，导通速度慢。2009-3-

4、15韩良97.1.1两管单元TTL与非门5.常用单元电路形式VCC（a）VCC（b）VCC（c）图(b)提高了本级门低电平抗干扰能力，同时也使输出低电平抬高。因此对后级门有一定要求。图(c)输出高电平被箝位，使输出逻辑摆幅变低，提高电平转换速度。静态功耗将增大。2009-3-15韩良107.1.1两管TTL与非门6.多发射极晶体管的设计VCCFR2R1ABCT1T2①降低多发射极晶体管T1反向漏电流的重要性当输入端全接高电平时，多发射极晶体管T1反向有源工作，输入端产生与T1基极电流成正比的输入漏电流，会引起前级输出的高电平下降，严重时会引起逻辑错误。2009-3-15韩良11BCE

5、晶体管反向有源时，集电结正偏，基区寄生电阻在基区引起电位差，基极电流很少进入内基区，即引起晶体管效应的基极电流很小，因而产生的反向漏电流很小。②长脖子基区减小反向漏电流原理BAC7.1.1两管TTL与非门6.多发射极晶体管的设计2009-3-15韩良12③长脖子基区多发射极晶体管版图长脖子基区长脖子基区通常选取2~3方（约500欧姆）等位接触为了使多个发射区处于相同的基区电位，在多个发射区旁应设计基区等位孔并用金属覆盖。7.1.1两管TTL与非门6.多发射极晶体管的设计2009-3-15韩良13晶体管反向有源时，集电结正偏，由于肖特基二极管正向压降低对集电结进行钳位，基极电流被旁路掉

6、，不会产生的反向漏电流。只有当基极电流较大时才会有一部分流入基区产生的反向漏电流。④肖特基晶体管减小反向漏电流原理P-SubN–-epiP+P+PN+N+EBC7.1.1两管TTL与非门6.多发射极晶体管的设计2009-3-15韩良14⑤肖特基多发射极晶体管版图肖特基二极管等位接触为了使多个发射区处于相同的基区电位，在多个发射区旁应设计基区等位孔并用金属覆盖。7.1.1两管TTL与非门6.多发射极晶体管的设计2009-3-15韩良157.1.2三管单元TTL与非门1.结构及工作原理VCCFR2R1ABCR3T1T2T3D开态：输入全为高电平或浮空T1反向有源，T2、T3饱和关态：输入

7、有低电平T1深饱和，T2、T3截止CES3OLVV=输出低电平输出高电平R2CCOHIRVV2-=-VD2009-3-15韩良16VCCFR2R1ABCR3T1T2T3DT2的作用：提高抗干扰能力加快了导通速度影响了截止速度D的作用：加快T3退饱和(截止)控制T3饱和度R3的作用：为T3提供泄放通路（加快截止，对导通不利）扇出能力差，速度慢，容性负载能力差7.1.2三管单元TTL与非门2.特点2009-3-15韩良177.1.2三管单元TTL与非门3.常用