教学内容1．TTL与非门2．其它逻辑功能的TTL门电路目的与要求1．识别TTL系列器件型号2．
说出典型TTL门的电路结构3．知道TTL门外特性和主要参数的含义4．识别OC门和三态门的逻辑符号5．
说出OC门和三态门的逻辑功能6．知道OC门和三态门的应用1.1TTL集成门电路三、TTL门的外特性及参数
2.TTL门的输入特性和输出特性TTL与非门的负载能力用扇出系数No来表示4.扇入系数——门电路允许的输入端数目
一般门电路的扇入系数为1--5，最多不超过8。实际应用中若要求门电路的输入端数目超过它的扇入系数，可使用与扩展器或者或扩展器来增
加输入端数目，也可改用分级实现的方法。实际应用中若要求门电路的输入端数目小于它的扇入系数，可将多余的输入端接高电平或低电平，这取
决于门电路的逻辑功能。抢答器（抢答电路部分）三态输出门电路（TSL门）集电极开路门（OC门）四、其它类型TTL门
电路1．集电极开路门的电路结构、符号集电极开路VCC5集电极开路门（OC门）(1)OC门的输出端并联，实现线
与功能。注意：必须外接负载电阻RL、电源。2.OC门的应用举例（2）用OC门实现电平转换1．三态门的电
路结构01截止Y＝AB三态输出门电路（TSL门）10导通1.0V1.0V截止截止高阻当EN=1时，
门电路输出端处于悬空的高阻状态。控制端低电平有效的三态门控制端高电平有效的三态门2.逻辑符号用“▽”表示输出为三态。高电
平有效低电平有效3．三态门的主要应用（1）实现总线传输要求：各门的控制端EN轮流为高电平，且在任何时刻只有一个门的控制端
为高电平。如有8个门，则8个EN端的波形应依次为高电平。E=0时信号向右传送，B=A；E=1时信号向左传送，A=B
（3）作多路开关（2）信号双向传输E=0时，门G1使能，G2禁止，Y=A；E=1时，门G2使能，G1禁止，Y=B第四
章逻辑门电路数字电路电子技术教研室3.1TTL集成门电路工作原理TTL与非门的外特性及主要参数
两类特殊的TTL门电路电路组成一、电路组成+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b
1c1ABC多发射极晶体管C1ABC+5V3Kb1输入级中间级输出级(2)中间级T2倒相器实
现倒相逻辑反相输出同相输出向后级提供反相与同相输出。输入高电压时饱和输入低电压时截止(3)输出级（推拉式输出）低
输入高输入饱和截止FR4R5T3T4T5低输入高输入截止导通FR4R5T3T4T51)任
一输入为低电平（0.3V）时“0.3”1V不足以让T2、T5导通三个PN结导通需2.1V+5VFR4R2R1
3kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC二、工作原理uo=5-uR2-ube3-ube4
?3.6V高电平！uo+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1A
BC“1”全导通电位被嵌在2.1V?1V2)输入全为高电平（3.6V）时截止全反偏饱和导通uF=0.3V
+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC输入、输出的逻辑关系为：
截止区线性区转折区饱和区1.电压传输特性T5截止，称关门T5饱和，称开门&+5VUiUoVV2.输入输出
特性3.扇出系数4.扇入系数5.传输延迟时间称阈值电压1.4V(1)输出高电平UOH典型值为3.6V。(2
)输出低电平UOL典型值为0.3V。一般要求：UOHmin=2.7V，UOLmax=0.5V一般：UON=U
iHmax=2V（3）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。（4）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。UOFFUON一般：UOFF=UiLmin=0.8
V(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U
TH≈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。UOFFUNLUILUONUNHUIH
(6)噪声容限（UNL和UNH）输入伏安特性输入电压和输入电流之间的关系曲线。输入负载特性输出特性
输入漏电流输入短路电流两个重要参数：(1)输入为低电平时的电流IiL——从输入端流出iiL=－(VCC－UBE1)/
R1=－(5－0.7)/3≈－1.4mAIiL0.3V两个重要参数：(2)输入为高电平时的电流IiH——流入输入
端IIH很小，约为10μA左右IiH3.6VTTL反相器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
。输入负载特性RI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？(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。4
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。IOH<0.4mA拉电流负载5(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。IOL<
20mA时，电路可以正常工作。典型值IOL=16mA。灌电流负载输入、输出特性：（a）输入高电平特性3V（1）输出高
电平特性：RLR1R3T2T1＋VCC(+5V)IIHR4R5T4T3T5VCCIOH拉电流负载
（2）输出低电平特性VCCRL（b）输入低电平特性0.3V灌电流负载R1R3T2T1＋VCC(+5V)II
LR4R5T4T3T5IOL3.扇出系数IiH1IiH3IOH前级输出为高电平时：+5VR4R
2R5T3T4T3前级T2T1IiH2T3T2T1+5VR2R13kT2R3T1T5b1
c1前级IOLIiL1IiL2IiL3前级输出为低电平时：与非门的扇出系数一般是：8。5.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）/21X1
0-310.82440.14.4CMOS-74HCT系列0.4200.8280.40.52.7T
TL-74LS系列IIL(mA)IIH(μA)UILmin(V)UIHmin(V)IOLmax(mA)
IOHmax(mA)UOLmin（V）UOHmin（V）各种系列门电路的主要参数74系列与54系列的电路具有完
全相同的电路结构和电气性能参数。其不同之处见下表所示。系列参数74系列54系列工作环境温度0~7
0OC-55~125OC电源电压工作范围5V±5%5V±10%不同系列TTL门电路的比较系列参数54/74标准54H/74H高速54S/74S肖特基tpd/ns1064P/门/mw1022.520系列参数54LS/74LS低功耗肖特基54ALS/74ALS低功耗肖特基高速tpd/ns104P/门/mw21第四章逻辑门电路数字电路电子技术教研室 |
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