《计算机电路（1）》课程教学.doc.doc

" 计算机电路基础( 1)"学****辅导第四章门电路(一) TTL 与非门的电路结构和主要参数 1 .电路结构 TTL 与非门电路见图 所示。它由三部分组成:输入级、中间级和输出级。输入级包括电阻 R 1 和多发射级三极管 T 1 ,把这一部分电路可等效画成图 的形式,可以看出,它实现了逻辑“与”的功能。中间级包括电阻 R 2、R 3 和三极管 T 2, 可以看出, 它是一个共射接法的电路, 从三极管 T 2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 T 3和T 4 的基极。输出级包括电阻 R 4 、三极管 T 3、T 4 和二极管 D 。可以看出,从中间级三极管 T 2 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 T 3和T 4 的基极,使 T 3和T 4 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。 2 .主要参数 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 电位逐渐上升到高电位时,对应的输出电压 u O的变化情况。图 AB T 1T 2基极图 从图 的电压传输特性上可以看出: 当输入电压 u I 为低电位时输出 u O 为高电位, 当输入电压u I 为高电位时输出 u O 为低电位。从电压传输特性上还可以知道输出高电位的额定值 U OH (本电路为 ) 、输出低电位的额定值 U OL (本电路为 ) 。把输出电位发生急剧跳变所对应的输入电位称为阈值电压,用 U TH 表示,本电路的阈值电压值为 。在实际的电路中, 往往是多个门电路相互连接组成系统, 前一级门的输出就是后一级门的输入。我们用这样一个图来描述 TTL 与非门的噪声容限,见图 。如果我们定义( 规定) 输出高电位的最小值用 U OH ( min ) 表示, 输出低电位的最大值用 U OL ( max ) 表示,输入高电位的最小值用 U IH ( min ) 表示,输入低电位的最大值用 U IL ( max ) 表示。从图中看出: 输入为低电位时,允许的正向干扰信号的范围为: U NL =U IL ( max )-U OL ( max ) 我们称之为输入为低电位时的噪声容限; 输入为高电位时,允许的负向干扰信号的范围为: U NH=U OH ( min )-U IH ( min ) 我们称之为输入为高电位时的噪声容限。 U NL和U NH 的值越大,则电路抗干扰信号的能力就越强。(2 )传输延时传输延时 t pd 是指与非门输出波形相对于输入波形的延时,见图 。图 图 图 可以看出:对应输入,输出波形不仅反了一个相,而且还发生了延时。我们把输入波形上升沿的 50% 起至输出波形反相至下降沿的 50% 止的这段时间叫导通延时, 用t pHL 表示; 把输入波形下降沿的 50% 起至输出波形反相至上升沿的 50% 止的这段时间叫关闭延时,用 t pLH 表示。