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第四章 门电路 三态TTL门 三态TTL门与普通TTL门不同，它的输出端除了可以出现高、低电平（正常工作状态，低阻输出），还可以出现第三种状态——高阻状态（或称阻塞状态、禁止状态） A、B输入端 F输出端 G阻塞信号输入端 EN使能信号输入端 三态门 输出 F 输入 1 1 0 0 0 1 高阻态 0 1 A G(EN) * * 4.1 数字集成电路的特点与分类 半导体集成电路：采用外延生长、氧化、光刻、扩散等技术，将多个晶体管、电阻、电容等元件以及它们之间的连线做在一块半导体基片上所构成的电路。 按内部有源器件不同分类： 双极型晶体管集成电路 MOS集成电路 按集成度不同分类： 小规模集成电路（SSI）：10～100元件／片 如各种逻辑门电路、集成触发器。 中规模集成电路（MSI）：100～1000元件／片，如译码器、编码器、寄存器、计数器。 大规模集成电路（LSI）：1000 ～105元件／片，如中央处理器，存储器。 超大规模集成电路（VLSI）：105元件以上／片。 CPU（Pentium)含有元件310万～330万个 逻辑状态与正、负逻辑约定 事物两种互相对立的状态可以抽象地表达为 0 和 1，称为逻辑 0 状态和逻辑 1 状态。逻辑 0 状态和逻辑 1 状态各代表什么，是 人为规定的。 在数字电路中，我们可以规定高电位为逻辑 1 ，低电位为逻辑 0 ，反之也可以规定低电位为逻辑 1 ，高电位为逻辑 0 。前者叫做“正逻辑”约定，后者叫做“负逻辑”约定。 同一个电路，按两种不同的约定去分析，会得出不同的结论。 uo 1 0 0 1 高电位 低电位 正逻辑约定 负逻辑约定 在今后讨论电路时，必须明确采用哪种约定。一般采用正逻辑约定。 4.2 晶体管－晶体管逻辑电路(TTL电路) 4.2.1 最简单的与门、非门和与非门电路 1. 二极管与门 设 UHI=+3V ； UIL=0V。二极管正向导通时的压降近似为0 输出 F 输入 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 B A 输出 F 输入 3V 3V 3V 0V 0V 3V 0V 3V 0V 0V 0V 0V B A 电路的输入与输出电位 电路的真值表 由真值表可知，上面电路是一个与门 2. 三极管非门 设 UHI=5V ；UIL=0.2V。三极管饱和时UCES = 0.2V 0 1 1 0 输出F 输入A 0.2V 5V 5V 0.2V 输出F 输入A 电路的输入与输出电位 电路的真值表 由真值表可知，上面电路是一个非门 + 3 晶体管与非门 4.2.1 TTL与非门电路 输出 F 输入 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 B A 输出 F 输入 0.2V 5V 5V 5V 0.2V 5V 5V 5V 0.2V 5V 0.2V 0.2V B A 输入与输出电位 电路的真值表 输出级： 推拉式电路或图腾柱输出电路 P104 P N T1处于“反向运用”放大状态—发射极和集电极颠倒使用，反向运用时β很小，小于0.05。 KCL 0.3V KCL 饱和 结论：1.计算得出 UIH=3.6V →T4饱和,UOL=0.2V 2.给出结论：IIH=40μA; IOL=16mA (UOL=0.2V) 结论：1.计算得出UIL=0 .2V → UOH=3.6V 2.给出结论： IIL=1.6mA(器件手册); IOH=0.4mA (UOH=3.6V) IIH=40μA; IOL=16mA TTL 工作参数 P119 以上电流参数规定流入为正，流出为负。 IIL=－1.6mA; IOH=－0.4mA P106 TTL非门传输特性 当 uI 从 0 V电位逐渐上升到高电位时，输出电压 uO的变化情况。 为了区别 1 和 0 两种逻辑状态，规定了输出高电位的下限UOH(min)＝2.4V，和输出低电位的上限UOL(max)＝0.4V。 UO＞2.4V，为逻辑 1 状态 UO＜0.4V，为逻辑 0 状态 开启电压UIH(min)：保证输出为低电位即UO＜0.4V，输入高电位的下限。 关闭电压UIL(max)：保证输出为高电位即UO＞2.4V，输入低电位的上限。 TTL非门传输特性 开启电压UIH(min)=2.0V 关闭电压UIL(