《计算机电路（1）》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) 的工作原理三极管反相器电路如教材图 (a )所示,当u I为 时, 三极管截止, uo=Ucc-icRc  Ucc=5V; 当u I为 时, 经分析计算可知, 三极管基极电流 i B 大于三极管临界饱和基极电流 I BS, 三极管饱和,uo U CES =. (二) TTL 与非门的工作原理和主要参数 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图 AB T 1T 2基极图 都是三极管,故称 TTL 电路。 2 .工作原理下面我们定性讲解 TTL 与非门的工作原理。(1 )当输入全为高电位 u I=U IH = 时,看教材图 电路: 因为电源电压为 5V ,故 T1 管的发射极导通,基极电位( U B1 =+ ) = ,使 T1 集电极、 T2 、 T4 的发射极均导通, T1 的基极电位 U B1 被嵌位在 , T1 三极管的实际电流方向如教材图 中箭头所示。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,U CES = , 继而可以得到 U C2 (U B3) =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 U OL (2 )当输入有一或全部为低电位 U I =U IL = 时,看教材图 .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( U B1 =+ ) = ,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 U OH 表 示出了 TTL 与非门当输入分别为高电位和低电位时,各管子工作状态和输出电位的情况。表 输入状况输出电位 T 1T 2T 3T 4D 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 3 .主要