TTL电路技术参数
数字电路TTL技术
数字电路TTL技术数字电路技术在现代电子设备和通信系统中起着至关重要的作用。
TTL(Transistor-Transistor Logic,双晶体管逻辑)技术是一种经典的数字电路技术,广泛应用于可靠性要求较高的电子系统中。
本文将介绍TTL技术的基本原理、应用领域以及其优势和不足之处,以帮助读者更好地理解和应用这项技术。
一、TTL技术的基本原理TTL技术是一种基于双晶体管的数字电路技术,由原始的DTL (Diode-Transistor Logic,二极管晶体管逻辑)发展而来。
TTL门电路由输入端、输出端和一个或多个晶体管组成。
当输入信号为高电平时,输出信号为低电平;当输入信号为低电平时,输出信号为高电平。
这种反向逻辑的设计使得TTL门电路在电路设计中具有很大的灵活性。
TTL技术主要通过两个晶体管来实现逻辑运算,即输入晶体管和输出晶体管。
输入晶体管接收外部输入信号,并通过对应的逻辑门电路进行运算;输出晶体管将运算结果传送到输出端。
这种简单而直接的电路结构使得TTL技术在电路设计和制造中更易于实现和维护。
二、TTL技术的应用领域TTL技术广泛应用于数字电子设备、通信系统、计算机和工控系统等领域。
以下是一些常见的应用领域:1. 逻辑门电路设计:TTL技术可以实现与门、或门、非门、异或门等逻辑门电路的设计。
这些逻辑门电路是数字电子设备和计算机的基础组成部分,用于处理和控制数据的流动。
2. 计数器和寄存器:TTL技术在计数器和寄存器的设计中被广泛使用。
计数器用于计数和测量数字信号的个数,寄存器用于存储和传输数据。
3. 数字显示:TTL技术可用于数字显示器(如数码管)的控制电路。
数码管将数字信号转换为可见的数字形式,广泛应用于时钟、计时器、电子秤等设备中。
4. 通信系统:TTL技术可用于数字通信系统的中继、解码和编码电路。
这些电路用于数据的传输和解析,确保数据在通信过程中的可靠性和准确性。
三、TTL技术的优势和不足之处TTL技术具有许多优势,例如:1. 高速度:TTL技术具有较快的响应速度,适用于高速数据处理和传输。
TTL门电路简单小结
TTL门电路简单⼩结以基集b和发射极e之间的发射结作为输⼊回路。
以集电极c和发射极e之间的回路作为输出回路。
V ON为开启电压。
硅三极管的开启电压V ON为0.5~0.7V,锗三极管的开启电压V ON为0.2~0.3V。
V BE为输⼊电压,i B为输⼊电流。
V CE为输出电压,i C为输出电流。
集电极电流i C不仅受V CE 影响,还受基极电流i B影响。
输出特性曲线分三个区:1、曲线右边的⽔平部分为放⼤区(线性区),特点是:i C随i B成正⽐变化,⼏乎不受V CE变化的影响。
2、靠近纵轴部分为饱和区,特点是:i C不随i B贝塔的⽐例增加,⽽是趋向饱和。
硅三极管饱和区的V CE值约为0.6~0.7V,深度饱和状态下的饱和压降在0.2V以下。
3、i B的⼀条输出特性曲线以下的区域为截⾄区。
截⽌区特点是i C⼏乎为0.双极型三极管的基本开关电路当V I=0,或者V I当V I>V ON时,三极管导通状态,输出电压为低电平V OL.硅三极管的深度饱和压降为0.3V,V CE(sat)饱和导通压降。
R CE(sat)饱和导通内阻。
锗三极管的深度饱和压降为0.1V 综上述,保证当V I=V IL时V BEV I=V IH时i B>I BS,三极管⼯作在深度饱和状态,相当于开关接通,在开关电路的输出端V O=V OL输出低电平。
则Y=Aˊ则三极管的c-e间就相当于⼀个受V I控制的开关。
晶体管⼯作在放⼤状态的外部条件是发射结正向偏置,且集电节反向偏置.PN结加正向电压时,空间电荷区将变窄.(幻灯⽚第114张和115张不明⽩).稳压管的稳压区是其⼯作在反向击穿.β=⊿i C/⊿i B ,β是交流电流的放⼤系数。
α=β/(1+β)当三极管截⽌时,发射结反偏,i C=0,相当于开关断开;当三极管饱和时,发射结正偏,V CE=V CE(sat)≈0.相当于开关闭合.图3.5.10 TTL反相器的TTL反相器的电压的传输特性1、 A~B 段:截⽌区:V I <0.6V, V B1<1.3VT 1导通,T 2,T 5截⽌,T 4导通→V OH =V CC —V R2—V BE4—V D2=3.4V 。
ttl电路标准
ttl电路标准TTL电路具有许多优点,如低功耗、高速度、稳定性和可靠性。
长久以来,TTL电路一直是数字电子系统中最为常见的逻辑家族之一。
在这篇文章中,我将介绍TTL电路的基本工作原理、类型、特点以及应用领域。
第一部分:TTL电路的基本工作原理TTL电路是一种逻辑门电路,它能够实现数字信号的处理和转换。
TTL电路主要由两种基本元件组成,分别是NPN型晶体管和PNP型晶体管。
在TTL电路中,NPN型晶体管和PNP型晶体管被组合成逻辑门,如与门、或门、非门等。
TTL电路的工作原理主要是依靠硅晶体管的导通和截止状态来实现逻辑操作。
当输入信号作用在TTL电路的输入端口时,NPN型晶体管和PNP型晶体管的导通状态会改变,从而使得输出端口产生相应的逻辑运算结果。
例如,当输入信号为高电平时,NPN型晶体管导通,PNP型晶体管截止,输出端口产生高电平;当输入信号为低电平时,NPN型晶体管截止,PNP型晶体管导通,输出端口产生低电平。
这样,TTL电路就能够实现数字信号的逻辑运算和转换。
TTL电路的工作原理可以用如下图示来表示:(这里插入图示——TTL电路工作原理图)从图中可以看出,TTL电路由输入端口、晶体管逻辑门和输出端口组成。
当输入信号作用在输入端口时,晶体管逻辑门将输入信号进行逻辑运算,并将结果输出到输出端口。
因此,TTL电路是一种基于晶体管的数字逻辑家族,能够实现数字信号的处理和转换。
总的来说,TTL电路的基本工作原理是利用NPN型晶体管和PNP型晶体管的导通和截止状态来实现逻辑运算和转换。
这种基于晶体管的逻辑电路在数字电子系统中具有广泛的应用。
第二部分:TTL电路的类型TTL电路主要包括低功耗TTL(Low-Power TTL)、高速度TTL(High-Speed TTL)、普通TTL(Standard TTL)和增强TTL(Schottky TTL)等几种类型。
低功耗TTL是一种功耗较低的TTL电路,它在工作时消耗的功率比较小。
ttl电平电压
ttl电平电压TTL电平电压TTL(Transistor-Transistor Logic)电平电压是数字电路中常用的一种逻辑电平标准。
TTL电平指的是在数字电路中,逻辑0和逻辑1的表示电压范围。
在TTL电平标准中,逻辑0通常被定义为0V 至0.8V之间的电压,而逻辑1被定义为2.2V至5V之间的电压。
TTL电平电压的定义是为了确保数字电路的稳定性和可靠性。
在TTL电平标准中,逻辑0和逻辑1之间应有一个明确的电压差,以确保电路能够正确识别和处理信号。
在数字电路中,逻辑0表示低电平或关闭状态,而逻辑1表示高电平或开启状态。
TTL电平电压的使用在各种数字电路中非常广泛。
例如,在计算机系统中,TTL电平标准被用于处理器和内存之间的通信。
在通信领域,TTL电平电压被用于串行通信接口,如RS-232。
此外,TTL电平电压还被广泛应用于各种控制电路和传感器接口。
TTL电平电压的优点之一是其简单和易于实现。
TTL电路通常由晶体管和电阻器组成,成本低廉且易于制造。
此外,TTL电平标准具有较高的抗干扰能力和噪声容限,能够在较恶劣的环境条件下工作。
然而,TTL电平电压也存在一些缺点。
首先,TTL电路的功耗较高,因为晶体管在逻辑1和逻辑0之间切换时会产生较大的功耗。
其次,TTL电路的速度相对较低,无法满足一些高速应用的需求。
此外,TTL电平电压的传输距离有限,一般不超过几十米。
为了解决TTL电平电压的一些缺点,人们开发了许多其他的数字电平标准,如CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)和LVDS(Low Voltage Differential Signaling)。
这些新的电平标准具有更低的功耗、更高的速度和更远的传输距离。
TTL电平电压是一种常用的数字电路逻辑电平标准。
它的使用范围广泛,包括计算机系统、通信接口和控制电路等领域。
虽然TTL电平电压存在一些缺点,但它仍然是一种简单、可靠和易于实现的电平标准。
实验十四TTL、CMOS门电路参数及逻辑特性的测试
实验十四TTL、CMOS门电路参数及逻辑特性的测试大学通信工程系林XX一.实验目的:1、掌握TTL、CMOS与非门参数的测量方法;2、掌握TTL、CMOS与非门逻辑特性的测量方法;3、掌握TTL与CMOS门电路接口设计方法。
二.实验原理:(一)TTL门电路:TTL门电路是标准的集成数字电路,其输入、输出端均采用双极型三极管结构:凡是TTL器件特性均与TTL门电路具有相同特性,故需了解TTL门电路的主要参数。
7400是TTL型中速二输入端四与非门。
图1是它的部电路原理图和管脚排列图。
1、TTL与非门的主要参数:(1)输入短路电流:I IS:与非门某输入端接地时,该输入端接入地的电流。
(2)输入高电平电流I IH:与非门某输入端接V CC(5V),其他输入端悬空或接V CC时,流入该输入端的电流。
TTL与非门特性如图2所示:(3)开门电平V ON:使输出端维持低电平V OL所需的最小输入高电平,通常以V O=0.4V时的Vi定义。
(4)关门电平V OFF:使输出端保持高电平V OH所允许的最大输入低电平,通常以Vo=0.9V OH时的Vi定义。
阀值电平V T:V T=(V OFF+V ON)/2(5)开门电阻R ON:某输入端对地接入电阻(其他悬空),使输出端维持低电平(通常以V O=0.4V)所需的最小电阻值。
(6)关门电阻R OFF:某输入端对地接入电阻(其他悬空),使输出端保持高电平V OH(通常以V O=0.9V OH 所允许的最大电阻值)。
TTL与非门输入端的电阻负载特性曲线如图3所示。
(7)输出低电平负载电流I OL:输出保持低电平V O=0.4V时允许的最大灌流(如图4);(8)输出高电平负载电流I OH:输出保持高电平V O=0.9V OH时允许的最大拉流;(9)平均传输延迟时间tpd:○1开通延迟时间t OFF:输入正跳变上升到1.5V相对输出负跳变下降到1.5V的时间间隔;○2关闭延迟时间t ON:输入负跳变上升到1.5V相对输出正跳变下降到1.5V的时间间隔;○3平均传输延迟时间:开通延迟时间与关闭延迟时间的算术平均值。
逻辑电平介绍TTL,CMOS
逻辑电平介绍TTL,CMOSTTL电平:输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。
最小输入高电平和低电平:输入高电平>=2.0V,输入低电平<= 0.8V,噪声容限是0.4V。
2,CMOS电平:1逻辑电平电压接近于电源电压,0逻辑电平接近于0V。
而且具有很宽的噪声容限。
3,电平转换电路:因为TTL和COMS的高低电平的值不一样(ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相连接时需要电平的转换:就是用两个电阻对电平分压,没有什么高深的东西。
哈哈4,OC门,即集电极开路门电路,OD门,即漏极开路门电路,必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。
否则它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫做驱动门电路。
5,TTL和COMS电路比较:1)TTL电路是电流控制器件,而coms电路是电压控制器件。
2)TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。
COMS电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。
COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片集越热,这是正常现象。
TTL和CMOS的逻辑电平关系图2-1:TTL和CMOS的逻辑电平图上图为5V TTL逻辑电平、5V CMOS逻辑电平、LVTTL逻辑电平和LVCMOS逻辑电平的示意图。
5V TTL逻辑电平和5V CMOS逻辑电平是很通用的逻辑电平,注意他们的输入输出电平差别较大,在互连时要特别注意。
另外5V CMOS器件的逻辑电平参数与供电电压有一定关系,一般情况下,Voh≥Vcc-0.2V,Vih≥0.7Vcc;Vol≤0. 1V,Vil≤0.3Vcc;噪声容限较TTL电平高。
JEDEC组织在定义3. 3V的逻辑电平标准时,定义了LVTTL和LVCMOS逻辑电平标准。
LVTTL逻辑电平标准的输入输出电平与5V TTL逻辑电平标准的输入输出电平很接近,从而给它们之间的互连带来了方便。
6.2.3 TTL 与非门电路的主要参数[共3页]
第6章 逻辑门电路137 在图6-10中,TTL 与非门的电压传输曲线大致分4个区:● AB 段(截止区),输出电压V o 基本不随输入电压V i 变化。
● BC 段(线性区),输出电压下降。
● CD 段(过渡区),输出由高电平转换为低电平。
此区中点对应的输入电压称为阈值电压或门槛电压(V TH )。
● DE 段(饱和区),V o 不变化。
图6-10 TTL 与非门的电压传输特性曲线2.TTL 与非门的传输时间电路输入电平跳变后,TTL 与非门电路的输出状态从一个稳态过渡到另一种稳态,此过程的快慢是影响电路开关速度的主要因素。
当与非门输入一个脉冲波形时,其输出波形有一定的延迟,如图6-11所示。
导通延迟时间t PHL 是指从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的中点所经历的时间,截止延迟时间t PLH 是指从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的中点所经历的时间。
与非门的传输延迟时间t pd 是t PHL 和t PLH 的平均值,即2PHL PLHpd t t t +=。
一般TTL 与非门传输延迟时间t pd 的值为几到十几纳秒。
6.2.3 TTL 与非门电路的主要参数TTL 门电路的参数是使用门电路的重要依据。
下面介绍TTL 与非门电路主要参数的物理意义,其他门电路参数意义也大致相同。
1.输出高电平V OH与非门的一个或几个输入端接地,门电路处于截止状态,这时的输出电平称为输出高电平。
V OH 的理论值为3.6V ,带额定负载时要求V OH ≥3V ,产品规范V OH ≥2.4V 。
图6-11 TTL 与非门的传输时间。
实验十四TTLCMOS门电路参数及逻辑特性的测试
实验十四TTLCMOS门电路参数及逻辑特性的测试一、实验目的1.了解TTL与CMOS门电路的参数及逻辑特性。
2.学习如何测试TTL与CMOS门电路的参数及逻辑特性。
二、实验原理1.TTL门电路TTL(Transistor-Transistor Logic)是一种采用双晶体管作为放大元件的数字集成电路系列。
它采用多级晶体管级联放大来实现逻辑函数。
TTL门电路主要参数和特性如下:1)输入电压范围:0-0.8V(低电平),2-5V(高电平)。
2)输出电压范围:0-0.4V(低电平),2.4-5V(高电平)。
3)输入电流低电平(IIL):0-0.25mA。
4)输入电流高电平(IIH):-0.25mA至-0.4mA。
5)输出电流低电平(IOL):16mA(最大)。
6)输出电流高电平(IOH):-400uA(最大)。
2.CMOS门电路CMOS门电路主要参数和特性如下:1)输入电压范围:0-1.5V(低电平),3.5-5V(高电平)。
2)输出电压范围:0-0.1V(低电平),4.9-5V(高电平)。
3)输入电流低电平(IIL):-0.1uA。
4)输入电流高电平(IIH):0.1uA。
5)输出电流低电平(IOL):2.5mA(最大)。
6)输出电流高电平(IOH):-2.5mA(最大)。
三、实验器材1.电源。
2.TTL与CMOS门电路芯片(如7400,7402,7404,7410,4011,4013等)。
3.手持式数字万用表。
4.集成电路实验台。
5.连接导线。
四、实验步骤1.将所需的TTL与CMOS门电路芯片插入集成电路实验台上的插槽中。
2.根据芯片引脚的连接方式,使用连接导线将电路连接起来。
3.根据实验目的,选择相应的测试方法,进行测试。
五、实验内容1.测试输入电压范围。
将输入电压逐渐调整到低电平和高电平的边界值,观察输出电压的变化。
记录输入电压与输出电压的对应关系,判断输入电压范围。
2.测试输入电流范围。
将电源接入到 TTL 或 CMOS 门电路芯片的 Vcc 和 GND 引脚上。
ttl、cmos集成与非门电路的主要参数和意义
ttl、cmos集成与非门电路的主要参数和意义文章标题:深度解读ttl、cmos集成与非门电路的主要参数和意义一、引言TTL和CMOS集成与非门电路是数字电路中常见的两种逻辑门电路,它们在数字系统设计中扮演着重要的角色。
本文将深入探讨这两种电路的主要参数和意义,帮助读者更好地理解数字电路设计的基础知识。
二、TTL集成与非门电路的主要参数和意义1. 逻辑电平TTL集成与非门电路的逻辑电平指的是输入电压和输出电压的标准数值范围,其中高电平通常定义为2.4V至5V,低电平定义为0V至0.8V。
这个参数的意义在于确保在不同的电路之间可以进行可靠的信号传输和逻辑运算。
2. 传输延迟TTL集成与非门电路的传输延迟指的是从输入信号变化到输出信号变化所经过的时间。
传输延迟的主要影响因素包括晶体管的开关速度和电路中的负载电容等。
理解传输延迟对于设计高速数字系统至关重要,可以帮助设计师合理安排信号的传输路径和减小信号的时延。
3. 功耗TTL集成与非门电路的功耗是指在逻辑运算和信号放大过程中消耗的电能。
功耗的高低直接影响到电路的发热和稳定性。
合理控制功耗可以延长电路的寿命并减少系统的散热设计成本。
4. 抗干扰能力TTL集成与非门电路的抗干扰能力指的是在外部噪声和干扰的情况下,电路能够正确地进行逻辑运算和输出稳定的信号。
提高电路的抗干扰能力对于在工业环境中稳定运行至关重要。
5. 个人观点我认为TTL集成与非门电路在数字系统设计中具有重要的地位,其稳定性和可靠性经过了长期的验证,是非常成熟和可靠的数字逻辑电路。
三、CMOS集成与非门电路的主要参数和意义1. 静态功耗CMOS集成与非门电路的静态功耗指的是在无输入信号的情况下,由于晶体管的导通而导致的功耗。
静态功耗是CMOS电路一个重要的参数,尤其在移动设备和电池供电的场景下,合理控制静态功耗对于延长电池寿命至关重要。
2. 输入电阻CMOS集成与非门电路的输入电阻是指输入端对于外部信号的阻抗大小,它决定了电路的输入信号的驱动能力和对外部环境的适应能力。
TTL电路
TTL电路是晶体管-晶体管逻辑电路的英文缩写(Transister-Transister-Logic ),是数字集成电路的一大门类。
它采用双极型工艺制造,具有高速度低功耗和品种多等特点。
从六十年代开发成功第一代产品以来现有以下几代产品。
第一代TTL包括SN54/74系列,(其中54系列工作温度为-55℃~+125℃,74系列工作温度为0℃~+75℃),低功耗系列简称lttl,高速系列简称HTTL。
第二代TTL包括肖特基箝位系列(STTL)和低功耗肖特基系列(LSTTL)。
第三代为采用等平面工艺制造的先进的STTL(ASTTL)和先进的低功耗STTL(ALSTTL)。
由于L STTL和ALSTTL的电路延时功耗积较小,STTL和ASTTL速度很快,因此获得了广泛的应用。
各类TTL门电路的基本性能:电路类型 TTL数字集成电路约有400多个品种,大致可以分为以下几类:门电路译码器/驱动器触发器计数器移位寄存器单稳、双稳电路和多谐振荡器加法器、乘法器奇偶校验器码制转换器线驱动器/线接收器多路开关存储器特性曲线电压传输特性TTL与非门电压传输特性 LSTTL与非门电压传输特性瞬态特性由于寄生电容和晶体管载流子的存储效应的存在,输入和输出波形如右。
存在四个时间常数td,tf,ts和tr。
延迟时间 td下降时间 tf存储时间 ts上升时间 tr基本单元“与非门”常用电路形式四管单元五管单元六管单元主要封装形式双列直插扁平封装稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成,如图5一21所示。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
一、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求稳压电源的技术指标可以分为两大类:一类是特性指标,如输出电压、输出电滤及电压调节范围;另一类是质量指标,反映一个稳压电源的优劣,包括稳定度、等效内阻(输出电阻)、纹波电压及温度系数等。
逻辑门电路的主要电气参数
74LVC04
74ALVC 04
5.3
5.5
3.8
2
7.功耗
功耗是门电路的重要参数之一。功耗有静态功耗和动态功耗之分。
所谓静态功耗指的是当电路的输出没有状态转换时的功耗。
CMOS电路在输出发生状态转换时的功耗称为动态功耗。
CMOS电路的动态功耗与转换频率和电源电压的平方成正比。当工 作频率比较高时,CMOS门的功耗可能会超过TTL电路。在设计 CMOS 电路时,尽量选用低电源电压器件,例如3.3V供电电源 74LVC系列或1.8V供电电源74AUC系列,以降低功率损耗。
导通延迟时间tPHL——从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的中点 所经历的时间。
截止延迟时间tPLH——从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的中点
所经历的时间。
t 与非门的平均传输延迟时间tpd: pd
tPLH
tPHL 2
一般TTL与非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒~十几个纳秒。
表2.4.4 各种系列TTL门电路(以74××00)的传输延迟时间
N OL
I OL I IL
4 10 0.4
根据上述两种情况的计算,取数值小的为扇出数,即CMOS最多可 接74LS系列TTL门电路的输入端10个。
6.传输延迟时间
传输延迟时间是表征门电路开关速度的参数,它说明门电路在输入脉冲 (波形)的作用下,其输出波形相对于输入波形延迟了多长时间。
图2.4.6 门电路传输延迟波形图
数字电子技术及应用
逻辑门电路的主要电气参数
1. 电压传输特性 (1) TTL门电路的电压传输特性
阈值电压VTH约为1.4V。 输出高电平约为3.4V。 输出低电平约为0.2V,
ttl集成电路使用规则
ttl集成电路使用规则
TTL (Transistor-Transistor Logic)集成电路是一种数字电路家族,采用双晶体管逻辑门设计。
它有一些使用规则,如下所示:
1. 电源电压要求:TTL集成电路通常要求使用5V的电源电压,在输入和输出时都需要遵循这一电压规范。
2. 输入电平标准:TTL集成电路的输入电平标准是低电平(LOW)和高电平(HIGH)。
低电平范围通常在0 - 0.8V之间,高电平范围通常在2 - 5V之间。
3. 耦合器件:为了防止共模噪声干扰和保持信号完整性,TTL
集成电路通常需要与耦合器件(如电阻、电容、放大器等)相结合使用。
4. 输出驱动能力:TTL集成电路的输出端通常可以直接驱动
晶体管、继电器等设备,但需要注意输出电流的限制,以免损坏集成电路。
5. 基本电路连接方式:通常,TTL集成电路通过直接连接或
者串联电阻连接来实现逻辑功能。
输入端和输出端的连接及电路布局需要根据具体需求进行设计。
6. 温度和功耗:TTL集成电路对环境温度敏感,要适当控制
温度,以免影响其正常工作。
此外,TTL集成电路有较高的
功耗,需要注意散热和电源设计。
7. 防静电保护:为了防止静电损坏,TTL集成电路在使用过程中需要进行适当的防静电保护措施,如接地处理、静电消除器等。
需要注意的是,由于TTL集成电路是一种老式的数字电路家族,在现代电子设备中已经逐渐被CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)等新一代技术所取代。
因此,在使用TTL集成电路时,还需要考虑其局限性和替代选择。
TTL_CMOS电平_上下拉电阻
TTL集成电路的主要型式为晶体管-晶体管逻辑门,TTL大部分都采用5V电源。
1.输出高电平Uoh和输出低电平UolUoh≥2.4V,Uol≤0.4V2.输入高电平和输入低电平Uih≥2.0V,Uil≤0.8V二.CMOSCMOS电路是电压控制器件,输入电阻极大,对于干扰信号十分敏感,因此不用的输入端不应开路,接到地或者电源上。
CMOS电路的优点是噪声容限较宽,静态功耗很小。
1.输出高电平Uoh和输出低电平UolUoh≈VCC,Uol≈GND2.输入高电平Uoh和输入低电平UolUih≥0.7VCC,Uil≤0.2VCC(VCC为电源电压,GND为地)在同样5V电源电压情况下,COMS电路可以直接驱动TTL,因为CMOS的输出高电平大于2.0V,输出低电平小于0.8V;而TTL电路则不能直接驱动CMOS电路,TTL的输出高电平为大于2.4V,如果落在2.4V~3.5V之间,则CMOS电路就不能检测到高电平,低电平小于0.4V 满足要求,所以在TTL电路驱动COMS电路时需要加上拉电阻。
如果出现不同电压电源的情况,也可以通过上面的方法进行判断。
如果电路中出现3.3V的COMS电路去驱动5V CMOS电路的情况,如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种方法解决,最简单的就是直接将74HC换成74HCT(74系列的输入输出在下面有介绍)的芯片,因为3.3V CMOS 可以直接驱动5V的TTL电路;或者加电压转换芯片;还有就是把单片机的I/O口设为开漏,然后加上拉电阻到5V,这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小,以保证信号的上升沿时间。
三.74系列简介74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片,74系列中分为很多种,而我们平时用得最多的应该是以下几种:74LS,74HC,74HCT 这三种,这三种系列在电平方面的区别如下:输入电平输出电平74LS TTL电平 TTL电平 74HC COMS电平 COMS电平74HCT TTL电平 COMS电平TTL和CMOS电平1、TTL电平(什么是TTL电平):输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
TTL与非门
R2 T3
T2
无T3,T4 F
C
T5
R3
集电极悬空
符号
!
&
应用时输出端要接一上拉负载电阻RL
R1
+5V
UCC
3k
R2
A B
b1 c1 T1
T2
RL
C
F
T5
R3
1、OC门可以实现“线与”功能
UCC
&
F1
&
F2
RL F
输出级
UCC RL
T5 T5
&
T5
F3
F=F1F2F3
F=F1F2F3?
UCC RL
(二) 三态门
EE
R1 D
A
T1
B
E---控制端
+5V
R2
R4
T3
T2
T4
R5
F
T5 R3
01 EE
A B
截止
R1
D
R2
+5V
R4
T3
T1
T2 R5
T4
F
F AB
T5 R3
10 EE
A B
导通
R1 D
T1
R2
T3 T2
R5
截止 +5V
R4
高阻态
T4
F
T5 R3
截止
符号
功能表
A &F B
E 0 F AB
F1 F
F2
F3
F=0 任一导通
F=F1F2F3?
所以: F=F1F2F3!
UCC RL
F1 F
F2
TTL与非门电路及TTL与非门的技术参数
TTL与非门电路及TTL与非门的技术参数TTL(Transistor-Transistor Logic)与非门电路是一种以晶体管为基础的数字电路,用于逻辑运算,常用于计算机和其他数字电子设备中。
与非门电路是最简单的逻辑门之一,它具有一个输入和一个输出,输出为输入的逻辑反值。
TTL与非门电路由几个主要部分组成,包括输入端、连接晶体管、输出端、电源和耦合电容。
输入端通过一对反向工作的晶体管与输出端连接。
当输入为低电平(0)时,晶体管截止,输出为高电平(1);当输入为高电平(1)时,晶体管导通,输出为低电平(0)。
静态参数包括输入电压、输出电压、输入电流和输出电流。
TTL与非门的典型输入电压范围为0到0.8伏特,即低电平为0伏特到0.8伏特,高电平为2.4伏特到5伏特。
输出电压的典型范围为0伏特到0.4伏特(低电平)和2.4伏特到5伏特(高电平)。
输入电流的典型值为0.1毫安到1毫安,输出电流的典型值为4毫安到16毫安。
动态参数包括传输延迟、输入到输出延迟、上升时间和下降时间。
传输延迟指的是信号从输入到输出之间的时间延迟,典型值为10纳秒到20纳秒。
输入到输出延迟是信号从输入处到达输出处所需的时间,典型值为13纳秒到25纳秒。
上升时间是信号从低电平过渡到高电平所需的时间,典型值为5纳秒到10纳秒。
下降时间是信号从高电平过渡到低电平所需的时间,典型值为5纳秒到10纳秒。
除了这些基本的技术参数,TTL与非门还有其他一些特性。
例如,它具有较高的噪声容忍度和抗电磁干扰能力,可靠性高,功耗较低。
然而,TTL与非门也存在一些限制,例如,在大规模集成电路中,由于晶体管数量过多,导致功耗较高和散热困难等问题。
总的来说,TTL与非门电路是一种常用的数字电路,具有较高的稳定性和可靠性。
它的技术参数包括静态参数和动态参数,如输入电压、输出电压、输入电流、输出电流、传输延迟、输入到输出延迟、上升时间和下降时间等。
通过了解这些技术参数,我们可以更好地理解和应用TTL与非门电路。
ttl门电路高低电平输出电流大小
ttl门电路高低电平输出电流大小TTL(Transistor-Transistor Logic)是一种常用的数字逻辑门电路家族,广泛应用于计算机和数字电子设备中。
TTL门电路的高低电平输出电流大小是决定其逻辑功能性能的重要参数。
本文将详细介绍TTL门电路的高低电平输出电流及其相关知识。
首先,我们来了解一下TTL门电路的基本工作原理。
TTL门电路通常由几个晶体管和其他元件组成。
其中,输入端的信号会经过适当的放大和反相处理,然后通过输出级驱动输出端。
在TTL门电路中,低电平一般定义为0V到0.8V之间,而高电平定义为2.4V到5V之间。
在TTL门电路中,高低电平输出电流是指当输出端处于高电平或低电平时,从输出端流出的电流大小。
对于TTL门电路的高电平输出电流,通常会有一个最小值和一个最大值。
最小值是指输出端所能提供的最小电流,而最大值则是输出端所能提供的最大电流。
这个范围内的电流变化是由于不同的TTL门电路采用了不同的设计和制造工艺。
TTL门电路的高电平输出电流通常是几个毫安到十几毫安的范围。
具体数值取决于门电路的具体型号和工作条件。
一般来说,输出电流越大,代表TTL门电路具有更强的驱动能力,能够驱动更多的负载。
因此,在设计数字电路时,需要根据具体的应用需求选择合适的TTL门电路型号,以满足输出电流的要求。
而对于TTL门电路的低电平输出电流,其大小通常要比高电平输出电流小得多,一般在几十微安到几百微安之间。
低电平输出电流的主要作用是保证输入电路的灵敏度和可靠性。
由于TTL门电路的输入端一般采用的是基本的BJT(双极型晶体管)结构,其输入电流非常小,通常在几十微安以下。
因此,低电平输出电流必须足够小,以确保输入电路的正确工作。
需要注意的是,TTL门电路的高低电平输出电流大小与输入电流大小、负载电流以及供电电压等因素有关。
一般来说,当负载电流和输入电流较大时,TTL门电路的高低电平输出电流可能会有所下降,因为这些电流需要从输出级提供。
常用TTL和CMOS芯片介绍
常用TTL和CMOS芯片介绍TTL芯片TTL(Transistor-Transistor Logic)是一种数字电路技术,使用二极管和晶体管来实现逻辑门和数字电路功能。
TTL芯片采用了较低的工作电压和较高的工作速度,广泛应用于数字电路和计算机系统中。
TTL芯片主要有以下几个特点。
首先,TTL芯片具有较低的功耗。
TTL芯片采用较低的工作电压,通常为5V,相比于其他数字电路技术如CMOS,其功耗较低。
这使得TTL芯片在需要长时间持续工作和使用电池供电的设备中非常适用。
其次,TTL芯片有较高的工作速度。
TTL芯片的晶体管可快速开关,使得信号传输速度较快,适用于高速数据传输和处理。
TTL芯片一般具有纳秒级的响应速度,能够满足高速计算和数据处理的需求。
另外,TTL芯片具有较高的噪声容忍度。
TTL芯片在数据传输过程中遭受的电磁干扰和噪声影响较小,使得其信号传输更加稳定可靠。
这一特性使得TTL芯片在工业控制和通信领域得到广泛应用。
此外,TTL芯片兼容性强。
TTL芯片采用标准的数字逻辑电平,与其他TTL芯片和数字电路设备兼容。
这使得TTL芯片非常容易集成到现有的系统中,并可以与其他设备进行协作工作。
CMOS芯片首先,CMOS芯片具有较低的功耗。
CMOS芯片能够在静态状态下保存电荷,只有在进行操作时才会消耗能量,因此功耗较低。
这使得CMOS芯片非常适用于便携设备和需要长时间持续工作的环境。
其次,CMOS芯片具有高集成度。
CMOS技术可以实现大规模的集成电路,使得大量的逻辑门和功能模块可以集成到一块芯片上。
这大大提高了电路的密度和性能,减小了体积和成本,并增加了系统的可靠性。
另外,CMOS芯片具有较高的噪声容忍度。
CMOS芯片采用差分输入和输出结构,可以有效抑制电磁干扰和噪声干扰,提高信号的抗干扰能力。
CMOS芯片在高速数据传输和高频率工作时依然能够保持稳定可靠的信号传输。
此外,CMOS芯片具有宽电压范围。
CMOS芯片可以在3V至15V的电压范围内正常工作,适应不同电源供电情况下的需求。
TTL与非门的电压传输特性和主要参数
TTL与非门的电压传输特性和主要参数TTL(Transistor-Transistor Logic)是一种数字电路逻辑家族,它使用发射极跟随(emitter-coupled)逻辑门设计。
在TTL电路中,基本的逻辑门是非门(NOT gate),由多个晶体管组成。
TTL电路的电压传输特性可以通过传输特性曲线来描述,该曲线表示输入电压与输出电压之间的关系。
TTL非门的传输特性曲线如下所示:Vcc(供电电压)______________,_______,_____________,__________Vout(输出电压), Vin(输入电压)在TTL电路中,当输入电压低于低电平门限(Low level input voltage)时,输出电压保持高电平状态;当输入电压高于高电平门限(High level input voltage)时,输出电压保持低电平状态。
因此,TTL电路的输入输出电压是离散的。
TTL电路的主要参数包括:1. 低电平门限(Low level input voltage):TTL电路中,输入电压低于该门限时,输出电压保持高电平状态。
2. 高电平门限(High level input voltage):TTL电路中,输入电压高于该门限时,输出电压保持低电平状态。
3. 高电平输出电流(High level output current):输出电压为高电平时,电路可以提供的最大输出电流。
4. 低电平输出电流(Low level output current):输出电压为低电平时,电路可以提供的最大输出电流。
5. 输入电阻(Input resistance):TTL电路对输入电压的接受能力,一般较高。
6. 输出电阻(Output resistance):TTL电路输出的电阻值,一般较低,可以驱动较大负载。
7. 延迟时间(Propagation delay):逻辑门输入的变化到输出的响应需要的时间,一般较短。
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TTL与非门电路
基本TTL反相器不难改变成为多输入端的与非门。
它的主要特点是在电路的输入端采用了多发射极的BJT ,如下图所示。
器件中的每一个发射极能各自独立地形成正向偏置的发射结,并可促使BJT进人放大或饱和区。
两个或多个发射极可以并联地构成一大面积的组合发射极。
下图是采用多发射极BJT用作3输入端TTL与非门的输入器件的一个实例。
当任一输入端为低电平时,T1的发射结将正向偏置而导通,T2将截止。
结果将导致输出为高电平。
只有当全部输入端为高电平时
,T1将转入倒置放大状态,T2和T3均饱和,输出为低电平。
TTL与非门的技术参数
1.传输特性
各种类型的TTL门电路,其传输特性大同小异,正如前面已经讨论过的,这里不再讨论。
2.输入和输出的高、低电压
3.噪声容限
噪声容限表示门电路的抗干扰能力。
二值数字逻辑电路的优点在于它的输入信号允许一定的容差。
高电平噪声容限:V NH=V OH-V IH=2.4V-2V=0.4V
低电平噪声容限:V NL=V IL-V OL=0.8V-0.4V=0.4V
4.扇入与扇出数
扇出数--门电路所能带负载个数,与非门输出端最多能接几个同类的与非门。
扇出数No取决于负载类型
灌电流负载:负载电流从外电路流入与非门
拉电流负载:负载电流从与非门流向外电路
①灌电流工作情况
下图表示TTL与非门的灌电流负载的情况。
图中左边为驱动门,右边为负载门,当驱动门的输出端为逻辑0(低电压V OL)时,负载门由电源V CC通过R b1、T1的发射结和输入端有电流I IL灌人驱动门T3的集电极,这就是灌电流负载的由来。
不难理解,当负载门的个数增加时,总的灌电流I IL将增加,同时也将引起输出低电压V OL的升高。
前已述
及TTL门电路的标准输出低电压V OL=0.4V,这就限制了负载门的个数。
在输出为低电平的情况下,所能驱动的同类门的个数由下式决定:
②拉电流工作情况
当驱动门的输出为高电平时,将有电流I IH。
从驱动门拉出而流至负载门。
当负载门的个数增多时,必将引起输出高电压的降低,但不得低于标准高电压的低限值V IH=2V。
这样,输出为高电平时的扇出数可表示如下:
通常基本的TTL门电路,其扇出数约为10 ,而性能更好的门电路的扇出数最高可达30~50。
一般TTL器件的数据手册中,并不给出出数,而须用计算或用实验的方法求得,并注意在设计时留有余地,以保证数字电路或系统能正常地运行
通常,输出低电平电流I OL大于输出高电平电流I OH,N OL不等于N OH
,因而在实际工程设计中,常取二者中的最小值。
例:试计算基本的TTL与非门7410带同类门时的扇出数。
解:
(1)从TTL数据手册可查到7410的参数如下:
I OL=16mA,I IL=-1.6mA
I OH=16mA,I IH=-1.6mA
数据前的负号表示电流的流向,对于灌电流取负号,计算时只取绝对值。
(2)根据式(2.4.14)可计算低电平输出时的扇出数
(3)根据式(2.4.I5)可计算高电平输出时的扇出数
可见这时N OL=N OH。
如前所述,若N OL=N OH。
则取较小的作为电路的扇出数。
扇入数N I取决于TTL门电路的输入端个数。
5.传输延迟时间
这是一个表征门电路开关速度的参数,意味着门电路在输入脉冲波形的作用下,其输出波形相对于输入波形延迟了多长时间。
假设在门电路的输入端加入一脉冲波形、其幅度为0~V CC(单位为V)。
相应的的输出波形如下图所示。
通常门电路输出由低电平转换高电平或者由高电平转换到低电平所经历的时间分别用t PLH和t PHL表示,有时也采用平均传输延迟时间这一参数,即t Pd=(t PLH+t PHL)/2。
6.功耗
功耗是门电路重要参数之一。
功耗有静态和动态之分。
所谓静态功耗指的是当电路没有状态转换时的功耗,即与非门空载时电源总电流I CC与电源电压V CC的乘积。
当输出为低电平时的功耗称为空载导通功耗P ON;
当输出为高电平时的功耗称为截止功耗P OFF;
P ON总比P OFF大。
至于动态功耗,只发生在状态转换的瞬间,或者电路中有电容性负载时,例如TTL门电路约有5PF的输入电容,由于电容的充、放电过程,将增加电路的损耗。
对于TTL门电路来说,静态功耗是主要的。
7.延时一功耗积
理想的数字电路或系统,要求它既具有高速度,同时功耗又低。
在工程实践中,要实现这种理想情况是较难的。
高速数字电路往往需要付出较大的功耗为代价。
一种综合性的指标叫做延时一功耗积,用符号DP表示,单位为焦耳,即DP=t Pd P D。
式中t pd=(t PLH+t HL)/2,P D为门电路的功耗,一个逻辑门器件的DP的值愈小,表明它的特性愈接于理想情况。
8. TTL集成门电路的封装
(a)
(b)
图(a)为14脚TTL集成门电路的封装图,图(b)为其内部结构图。