广东海洋大学 数字电路逻辑设计 课件 第三章.ppt

3.1 二极管与三极管的开关特性; 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压vi控制的开关。当外加电压vi为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程就是二极管开关的动态特性。 ; 2．二极管开关的动态特性; 二、三极管的开关特性; 此时，若调节Rb↓，则IB↑，IC↑，VCE↓，工作点沿着负载线由A点→B点→C点→D点向上移动。在此期间，三极管工作在放大区， 其特点为IC＝βIB。 三极管工作在放大状态的条件为：输入电压v1大于晶体管阀值电压而小于某一数值。 ; 若再减小Rb，IB会继续增加，但IC已接近于最大值VCC/RC，不会再增加，三极管进入饱和状态。饱和时的VCE电压称为饱和压降VCES，其典型值为：VCES≈0.3V。 三极管工作在饱和状态的电流条件为：IB＞ IBS 电压条件为：输入电压v1大于晶体管阀值电压。 ;2．三极管的动态特性; 1．或门电路;2. 三极管非门电路;二极管与门和或门电路的缺点： （1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值的情况。 （2）负载能力差;解决办法： 将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组合起来。;工作原理： （1）当A、B、C全接为高电平5V时，二极管D1～D3都截止，而D4、D5和T导通，且T为饱和导通， VL=0.3V，即输出低电平。 （2）A、B、C中只要有一个为低电平0.3V时，则VP≈1V，从而使D4、D5和T都截止，VL=VCC=5V，即输出高电平。 所以该电路满足与非逻辑关系，即：;3.2 晶体管-晶体管逻辑门电路（TTL）;2．TTL与非门的逻辑关系;该发射结导通，VB1=1V。所以T2、T3都截止。由于T2截止，流过RC2的电流较小，可以忽略，所以VB4≈VCC=5V ，使T4和D导通，则有： VO≈VCC-VBE4-VD=5-0.7-0.7=3.6（V） 实现了与非门的逻辑功能的另一方面： 输入有低电平时，输出为高电平。 综合上述两种情况， 该电路满足与非的 逻辑功能，即：;二、TTL与非门的开关速度; ;2．TTL与非门传输延迟时间tpd;三、TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力;（1）输出高电平电压VOH——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的输出电压。VOH的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最小值VOH（min）=2.4V。 （2）输出低电平电压VOL——在正逻辑体制中代表逻辑“0”的输出电压。VOL的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最大值VOL（max）=0.4V。 （3）关门电平电压VOFF——是指输出电压下降到VOH（min）时对应的输入电压。即输入低电压的最大值。在产品手册中常称为输入低电平电压，用VIL（max）表示。产品规定VIL（max）=0.8V。 （4）开门电平电压VON——是指输出电压下降到VOL（max）时对应的输入电压。即输入高电压的最小值。在产品手册中常称为输入高电平电压，用VIH（min）表示。产品规定VIH（min）=2V。 （5）阈值电压Vth——电压传输特性的过渡区所对应的输入电压，即决定电路截止和导通的分界线，也是决定输出高、低电压的分界线。 近似地：Vth≈VOFF≈VON 即Vi＜Vth，与非门关门，输出高电平； Vi＞Vth，与非门开门，输出低电平。 Vth又常被形象化地称为门槛电压。Vth的值为1.3V～1.４V。 ;低电平噪声容限 VNL＝VOFF-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V 高电平噪声容限 VNH＝VOH（min）-VON＝2.4V-2.0V＝0.4V ;四、TTL与非门的带负载能力;（2）输入高电平电流IIH——是指当门电路的输入端接高电平时，流入输入端的电流。有两种情况。; （1）灌电流负载; （2）拉电流负载。;五、TTL与非门举例——7400;六、 TTL门电路的其他类型; 2．或非门 ;3．与或非门 ; 在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。 为此，专门生产了一种可以进行线与的门电路——集电极开路门。;（1）实现线与。 电路如右图所示，逻辑关系为:;（1）当输出高电平时，