数字电子技术大学课件03章.ppt

3.1.1 二极管的开关特性 3.1.2 三极管的开关特性 3.2.1 二极管与门电路 3.2.2 二极管或门电路 3.2.3 关于高低电平的概念及状态赋值 3.2.4 非门（反相器） 2.3.1 TTL反相器的工作原理 2.3.2 TTL反相器的电压传输特性及参数 2.4.1 TTL与非门 2.4.2 集电极开路门（OC门） 2.4.3 三态输出门电路（TS门） 2．三态门的主要应用－实现总线双向传输 (3) 输出级（推拉式输出） VT3为射极跟随器 低输入 高输入 饱和 截止 低输入 高输入 截止 导通 2. 工作原理 （1）当输入高电平时， uI=3.6V， VT1处于倒置工作状态， 集电结正偏，发射结反偏， uB1=0.7V×3=2.1V， VT2和VT4饱和， 输出为低电平uO=0.3V。 2.1V 0.3V 3.6V （2） 当输入低电平时， uI=0.3V， VT1发射结导通，uB1=0.3V+0.7V=1V， VT2和VT4均截止， VT3和VD导通。 输出高电平 uO =VCC -UBE3-UD ≈5V-0.7V-0.7V=3.6V 1V 3.6V 0.3V (3) 采用推拉式输出级利于提高开关速度和负载能力 VT3组成射极输出器，优点是既能提高开关速度，又能提高负载能力。 当输入高电平时，VT4饱和，uB3=uC2=0.3V+0.7V=1V，VT3和VD截止，VT4的集电极电流可以全部用来驱动负载。 当输入低电平时，VT4截止，VT3导通(为射极输出器)，其输出电阻很小，带负载能力很强。 可见，无论输入如何，VT3和VT4总是一管导通而另一管截止。 这种推拉式工作方式，带负载能力很强。 　　电压传输特性：输出电压uO与输入电压uI的关系曲线。 图2-10 TTL反相器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 2. 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。 (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。 UOFF UON 　　(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。 UOFF UNL UIL UON UNH UIH ① 低电平噪声容限（低电平正向干扰范围） UNL=UOFF-UIL UIL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 - UON 　 UIH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) 2.4.3 　三态输出门电路（TSL门） 2.4.1 　TTL与非门 2.4.2 　集电极开路门（OC门） 2.4 其它类型TTL门电路 　　每一个发射极能各自独立形成正向偏置的发射结，并可使三极管进入放大或饱和区。 图2-16 多发射极三极管 1．TTL与非门的电路结构及工作原理 有0.3V 钳位于1.0V 全为3.6V 集电结导通 图2-17　三输入TTL与非门电路 (a)电路 (b) 逻辑符号 有0 输出1 1V 全1 输出0 2.1V 　 为了提高工作速度，降低功耗，提高抗干扰能力，各生产厂家对门电路作了多次改进。 　　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 0~70OC -55~125OC 电源电压工作范围 5V±5% 5V±10% 2．TTL门电路的改进系列 表2-6 不同系列TTL门电路的比较 系列 参数 54/74 标准 54H/74H