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FALL 2009@ZDMC 门电路 (*) Digital Circuts ---TTL 刘鹏 浙江大学 信息与电子工程学院 双极型三极管的输出特性曲线 以集电极C和发射极E之间的回路作为输出回路，则可以测出在不同iB值下表示集电极电流ic和集电极电压VCE之间的关系曲线 复习 TTL反相器电路结构 输入级：由T1,R1, D1组成，D1是保护二极管，防止输入端电压过低 倒相级：由T2,R2, R3组成，T2集电极输出驱动T3,发射极输出驱动T4 输出级：由T3,T4, R4,D组成 工作条件： 三极管电流放大系数?为20，电源电压Vcc=5V. 输入信号的高低电平为VIH=3.6V, VIL=0.2V, 开启电压VON=0.7V. 复习 TTL反相器工作原理 定性分析 VI=VIL=0.2V, T1基极电流iB1流入发射极，即由反相器输入端流出，因此iB2≈0, T2截止, T4也截止. T3和D将导通，输出为高电平VOH. VI=VOH=3.6V, T1倒置，即发射极和集电极颠倒；iB1流入T2基极，使T2饱和导通，从而T4饱和导通，T3和D截止，输出为低电压VOL. 定量分析 复习 半导体三极管结构 P N c e b e c b e c b N N P c e b (a)NPN (b) PNP 二、输入特性与输出特性 1.输出特性 特点： (a) iB 0 ; iC/iB=β 。 (b)发射结（BE）正偏， 集电结（BC）反偏。 (c) VCE 0.7V 且iB一定时， iC ，VCE iC O VCE iB=0 iC vI iB vCE 临界饱和线 截止区 放大区 特点： 饱和区 iC =0时， VCE ≈0 特点： (a) iB 0 ; iC/iBβ (b)发射结和 集电结都正偏 2.输入特性： iB O VBE ed VCE 饱和 截止 因为，BE为一个PN结，所以输入特性类似二极管特性，但受VCE影响： iB一定时，VCE ，VBE 。 iC vBE iB vCE 三、等效电路 （1）截止 b c e b c e 0.2V 0.7V （2）饱和 c b e βiB 0.75V Rce （2）放大 vCE与饱和深度有关，平均值为0.2V 与VCE有关， vBE不同， 计算时都可用0.7V近似 BE与CE均截止 四、 三极管的基本开关电路的计算 VCC RC iC vI RB iB vO (1) vI Von (0.7V)时, iB =0: 截止。 (2) vI Von (0.7V)时, iB 0: 导通。 饱和？放大？ 方法1：求临界饱和基极电流IBS iB IBS :饱和， iB IBS :放大 方法2: 假设放大，验证是否正确？ （计算VCE值： VCE 0.7V,放大；否则饱和。） 例1：试判断三极管T处在什么状态; 10V 1k 6V 50k β=50 T 1 Ω Ω 放大状态 Vi大于0.7V，导通。 例2：试判断三极管T处在什么状态; 饱和状态 β=30 15V 2k F 3 -2V 10k 50k T 3 Ω Ω Ω 5V 假设导通：0.7v iB0 假设成立 首先，判断导通？ 截止？ R2 1.6kΩ R4 130Ω D2 T4 RL vo VCC iOH TTL反相器输出特性 1.高电平输出特性 最大高电平输出电流 （最大拉电流） 最大低电平输出电流 （最大灌电流） 2.低电平输出特性 R3 1kΩ RL T5 VCC iOL 注意：高、低电平驱动电阻负载能力不同 假定输入电流II流入T1发射极时方向为正，反之为负 TTL反相器的电压传输特性 阈值电压/门槛电压 AB:截止区 BC:线性区 CD:转折区 DE:饱和区 传输延迟时间 tPHL:输出电压由高电平变为低电平的传输延迟时间，从Vi波形上升沿的中点到Vo波形下降沿的中点的延迟时间. tPLH:输出电压由低电平变为高电平的传输延迟时间，从Vi波形下降沿的中点到Vo波形上升沿的中点的延迟时间. tpd平均传输延迟时间 tpd=(tPHL+tPLH)/2 课后阅读：pp.73-84 作业： 9,10,20 13,14,15, 16,18,24 * * * * * * * * * * * * * FALL 2009@ZDMC 门电路 (*) * * * * * * * * * * * * *