计算机电路课程教学.doc

"计算机电路基础(1)" 学****辅导(三)
第四章门电路
一、教学内容
(一)分立元件三极管非门(反相器)的工作原理
(a)所示,,三极管截止, uo=Ucc-icRc»Ucc=5V;,经分析计算可知, 三极管基极电流iB大于三极管临界饱和基极电流IBS,三极管饱和,uo£UCES=.

(二)TTL与非门的工作原理和主要参数

。它由三部分组成:输入级、中间级和输出级。
输入级包括电阻R1和多发射级三极管T1,把这一部分电路可等效画成图4. 2的形式,可以看出,它实现了逻辑“与”的功能。
A
B
UCC
T1
T2基极




中间级包括电阻R2、R3和三极管T2,可以看出,它是一个共射接法的电路,从三极管T2的集电极和发射极同时输出两个相位相反的信号,并分别送到三极管T3和T4的基极。
输出级包括电阻R4、三极管T3、T4和二极管D。可以看出,从中间级三极管T2的集电极和发射极同时输出两个相位相反的信号送到了输出级三极管T3和T4的基极,使T3和T4始终处于一个导通、一个截止的状态,把输出级这样的结构形式称之为推拉式电路或图腾柱输出电路
中间级和输出级实现反相的功能,整个电路实现与非的逻辑功能因为这个电路的输入和输出都是三极管,故称TTL电路。

下面我们定性讲解TTL与非门的工作原理。
(1)当输入全为高电位uI=UIH=,:
因为电源电压为5V,故T1管的发射极导通,基极电位(UB1=+)=,使T1集电极、T2、T4的发射极均导通,,。因为T1的发射极和集电极互换使用,我们称之为T1管工作在反向放大工作状态。
根据计算有关电流的数值可以知道T2管工作在饱和状态,UCES=,继而可以得到UC2(UB3)=1V,这个电压不足以使T3和二极管D同时导通,它们均处于截止状态。
由于T3截止,电源电压通过导通的T2管全部加入T4管的基极,使T4管迅速饱和导通,输出低电位UOL
(2)当输入有一或全部为低电位UI=UIL=, . 8电路:
因为电源电压为5V,故T1管的发射极导通,通过计算可以知道,它工作在饱和状态,基极电位(UB1=+)=,使T1集电极、T2、T4的发射极均截止,电源电压同时通过R2和R4使T3和二极管D导通,输出高电位UOH
,各管子工作状态和输出电位的情况。

输入状况
输出电位
T1
T2
T3
T4
D
全部为高电位
低电位
反向放大
饱和
截止
饱和
截止
一个或多个为低电位
高电位
饱和
截止
导通
截止
导通

TTL门电路的主要参数涉及电路的工作速度、功耗、抗干扰能力和驱动能力等。这些参数对我们合理、安全地应用器件是很重要的。
(1)传输特性
传输特性是描述电路输入电压u I从0V电位逐渐上