例1某TTL与非门电压传输特性如图2-1(精)

【例1】某TTL 与非门电压传输特性如图2-1 (a)所示，输入级电路如图2-1（b ）所示；输出高电平时允许的最低高电平V V OH 4.2min =；输出低电平时允许的最高低电平

V V OL 7.0max =。

图2-1(a) TTL 与非门电压传输特性 图2-1(b) TTL 与非门输入级电路

（1）求该门的关门电平V off 和开门电平V on 各为多少？

（2）当该TTL 与非门驱动同类负载门时，求输入高电平抗干扰容限V HN 和输入低电平抗干扰容限V LN ；

（3）当该TTL 与非门有一个输入端接电阻R ，其余输入端悬空时，求该门的开门电阻

R on 和关门电阻R off 。

解：（1）根据关门电平V off 的定义可知，V off 是使与非门保持关门状态的最大输入电压，从图2-1(a)所示电压传输特性可看出，当V V OH 4.2min =时所对应的输入电压为1.3V ，所以

V V off 3.1＝

根据开门电平V on 的定义可知，V on 是使与非门保持开门状态的最小输入电压，从图2-1(a)所示特性图可看出，当V V OL 7.0max =时所对应的输入电压为1.5V ，所以

V V on 5.1=

（2）根据抗干扰容限的定义：

与非门输入高电平抗干扰容限()V V V V V on OH HN 9.05.14.2min ===－

－ 与非门输入低电平抗干扰容限()V V V V V OL off LN 6.07.03.1max ===－－

（3）观察图2-1(b)所示，图中R 与R 1对电源V cc 构成分压器，R 上的降压V R 就成为该门的输入电压。V R 为

R

R R V V V B cc R ＋－1

1=

若V V on R ≥，则与非门输出低电平即处于开门状态，这时所对应的R 临界阻值就是开门电阻R on 。所以

V R R R V V on on ON B cc =+-11

，V R R k V V on on

5.131.25=+Ω- 求得Ω=k R on 2.3（若需该与非门输出低电平，则应使Ω≥k R 2.3）。

若V V off R ≤，则与非门输出高电平即处于关门状态，这时所对应的R 的临界阻值就是关门电阻R off 。所以

（a ）与非门电路

（b ）与非门内部输入级

图2-2 TTL 与非门电路及输入电路

V R R R V V off off off B cc =+-11

，V R R k V V off off

3.137.05=+Ω- 求得Ω=k R off 3.1(若需该非门输出高电平，则应使Ω≤k R 3.1)。

注意：在上述两种情况下代入公式的V B 1值是不同的。讨论与非门的开门状态时V B 1为2.1V ；讨论与非门的关门状态时V B 1为0.7V 。

【例2】TTL 与非门电路如图2-2(a)所示，TTL 与非门内部输入级电路如图2-2(b)所示，试问：(1)若使与非门输出1=F ，R 阻值应为多少？

(2)若使与非门输出0=F ，R 阻值应为多少？

解： (1)与非门内部输入级电流几乎全部流过外接电阻R ，设电阻上的压降为V R ，因为要求1=F ，即要求与非门处于关门状态，所以（设关门电平V V off 1=）应有下式成立：

V R R R V V V off be cc R ≤⋅+-=

1

1

即 V R R k V V V R 137.05≤⋅+Ω-= 求得Ω≤k R 1。

(2)设电路刚接上电源时，流过R 1的电流仍然全部流过外接电阻R ，因为要求0=F ，即要求与非门处于开门状态，所以（设开门电平V V on 2=）应有下式成立：

V R R k V

V V on R ≥⋅+Ω-=

37.05 即 V R R

k V V V R 237.05≥⋅+Ω-=

求得Ω≥k R 6.2。 【例3】 电路如图2-3(a)、(b)、(c)、(d)所示，试找出电路中的错误，并说明为什么。

图2-3 电路图

解 ：图(a)：电路中多余输入端接“1”是错误的，或门有一个输入为1，输出即为1。 图(b)：电路中多余输入端接“0”电平是错误的，与门输入有一个为0，输出即为0。。 图(c)：电路中两个与门输出端并接是错误的，会烧坏器件。因为当两个与非门的输出电平不相等时，两个门的输出级形成了低阻通道，使得电流过大，从而烧坏器件。

图(d)：电路中两OC 门输出端虽能并接，但它们没有外接电阻至电源，电路不会有任何输出电压，所以是错误的。

【例4】 在图2-4中有两个接为线与的OC 门G 1、G 2。它们的输出驱动三个基本TTL 门G 3、G 4、G 5，接入的输入端分别为2、2、3个。设OC 门输出低电平时允许灌入的最大电流I OL 为14mA ，输出高电平时输出管截止的反向漏电流I OH 为0.25mA ；TTL 与非门的输入短路电流I IL 为1.6mA ，每个输入端的反向漏电流I IH 为0.05mA 。试求外接负载电阻R L 的取值范围。

（要求V V V V OL OH 3.0,3≤≥。） 解： 解题时要分OC 门输出是高电平和低电平两种情况。 (1)OC 门输出为高电平V OH

此时流过电路中各种电流I R 、I OH 、I IH 的方向如图2-4(a)中箭头所示。负载电阻R L 上的电流I R 为

（a ）OC 门输出为高电平 （b ）OC 门输出为低电平

图2-4 两个OC 门驱动三个与非门

()()mA mA I I I IH OH R 85.005.0725.023222=⨯+⨯=+++= 因为R L 的增大会使输出高电平下降，所以R L 应为

()Ω=-=-≤

k mA V

I V V R R

OH cc L 35.285.035max 注意：在计算I R 时，对G 3、G 4、G 5 接入电路的每一个输入端的反向漏电流I IH 都要计算在内。

(2)OC 门输出为低电平V OL

此时流过电路中各种电流I R 、I OL 、I IL 的方向如图2-4(b)中箭头所示。负载电阻R L 上

的电流I R 为 ()mA mA I I I IL OL R 2.96.13143=⨯-=-=

由于R L 的减小会使输出低电平抬高，所以R L 应为