课题五 分立元件门电路及TTL集成门电路
电子课件-《维修电工实训(高级模块)》-A04-1474 模块五 电子线路装调与检修
模块五 电子线路的装调与检修
（1）IC1A和IC1B是什么放大电路？电压放大倍数为多少？ （2）IC1C和IC1D是什么放大电路？电压放大倍数为多少？ （3）由IC2A和IC2B组成的二阶低通滤波器的名称是什么？ 其通带电压放大倍数为多少？ （4）写出IC3A集成运算放大器输出电压与两个输入电压 之间的关系式。 （5）写出IC3B集成运算放大器输出电压与三个输入电压 之间的关系式。
模块五 电子线路的装调与检修
2. 组合逻辑电路的设计
（1）确定输入、输出变量，定义变量逻辑状态的含义。 （2）将实际逻辑问题抽象成真值表。 （3）根据真值表写逻辑表达式，并化简成最简与或表 达式。 （4）根据表达式画逻辑图。
模块五 电子线路的装调与检修
3. 组合逻辑电路中的竞争冒险
（1）竞争冒险现象及其产生的原因 信号通过导线和门电路时，都存在一定的时间延时，信 号发生变化时也有一定的上升和下降时间。因此，同一个门 的一组输入信号，通过不同数目的门，经过不同长度导线的 传输，到达门输入端的时间有先有后，这种现象称为竞争。 逻辑门因输入端的竞争而导致输出产生不应有尖峰干扰 脉冲（又称为过度干扰脉冲）的现象，成为冒险。
F A ⊙ B 或 F AB AB
模块五 电子线路的装调与检修
二、集成门电路
1. TTL集成逻辑门电路
（1）TTL与非门电路
TTL与非门电路和逻辑符号
模块五 电子线路的装调与检修
TTL与非门电路的状态真值表
A
B
C
F
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
分立元件门电路和集成电路的逻辑符号
分立元件门电路和集成电路的逻辑符号什么是分立元件门电路和集成电路分立元件门电路和集成电路是电子电路中常用的两种逻辑门实现技术。
逻辑门是数字电路的基本构建模块，用于处理二进制数字，实现逻辑运算等功能。
分立元件门电路是通过使用离散的电子元件来构建逻辑门，而集成电路则是将逻辑门的元件集成在一个芯片中。
分立元件门电路的逻辑符号分立元件门电路使用不同的逻辑符号来表示不同的逻辑门，常见的逻辑门包括与门、非门、或门、与非门、或非门、异或门等。
1.与门（AND Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
输入端上通常连接输入信号，而输出端上则输出根据输入信号进行逻辑与运算的结果。
与门的逻辑符号通常用字母”AND”表示。
2.非门（NOT Gate）的逻辑符号是一个带有一个输入端和一个输出端的图形。
非门将输入信号取反后输出，用于实现逻辑非运算。
非门的逻辑符号通常用字母”NOT”或”!“表示。
3.或门（OR Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
或门将输入信号进行逻辑或运算后输出结果。
或门的逻辑符号通常用字母”OR”表示。
4.与非门（NAND Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
与非门将输入信号进行逻辑与运算后取反输出，实现逻辑与非运算。
与非门的逻辑符号通常用字母”NAND”表示。
5.或非门（NOR Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
或非门将输入信号进行逻辑或运算后取反输出，实现逻辑或非运算。
或非门的逻辑符号通常用字母”NOR”表示。
6.异或门（XOR Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
异或门实现异或运算，当输入信号相同时输出为低电平，当输入信号不同时输出为高电平。
异或门的逻辑符号通常用字母”XOR”表示。
集成电路的逻辑符号集成电路通过将逻辑门的元件集成在一个芯片中实现，它可以以一个整体的形式提供逻辑门的功能，简化了电路的布局和设计。
数字模拟电路---第三章 逻辑门电路(1)
路。
简称门电路。
5V一、TTL 与非门图3-1 典型TTL 与非门电路3.2 TTL 集成门电路•数字集成电路中应用最广的为TTL 电路（Transister-Transister-Logic 的缩写）•由若干晶体三极管、二极管和电阻组成，TTL 集成电路有54/74系列 ①输出高电平UOH 和输出低电平UOL 。
•输出高电平U OH：至少有一个输入端接低电平时的输出电平。
•输出低电平U OL：输入全为高电平时的输出电平。
• 电压传输特性的截止区的输出电压UOH=3.6V，饱和区的输出电压UOL=0.3V。
一般产品规定U OH≥2.4V、U OL＜0.4V时即为合格。
二、TTL与非门的特性参数③开门电平U ON 和关门电平U OFF 。
开门电平U ON 是保证输出电平达到额定低电平(0.3V )时，所允许输入高电平的最低值，表示使与非门开通的最小输入电平。
通常U ON =1.4V ，一般产品规定U ON ≤1.8V 。
关门电平U OFF 是保证输出电平为额定高电平(2.7V 左右)时，允许输入低电平的最大值，表示与非门关断所允许的最大输入电平。
通常U OFF ≈1V ，一般产品要求U OFF ≥0.8V 。
5). 扇入系数Ni和扇出系数N O 是指与非门的输入端数目。
扇入系数Ni是指与非门输出端连接同类门的个数。
反扇出系数NO映了与非门的带负载能力。
6）输入短路电流I IS 。
当与非门的一个输入端接地而其余输入端悬空时，流过接地输入端的电流称为输入短路电流。
7）8）平均功耗P 指在空载条件下工作时所消耗的电功率。
三、TTL门电路的改进 74LS系列 性能比较好的门电路应该是工作速度既快，功耗又小的门电路。
因此，通常用功耗和传输延迟时间的乘积(简称功耗—延迟积或pd积)来评价门电路性能的优劣。
74LS系列又称低功耗肖特基系列。
74LS系列是功耗延迟积较小的系列(一般t pd＜5 ns，功耗仅有2 mW) 并得到广泛应用。
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的电子电路[1]
![实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的电子电路[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/80b9e6e3804d2b160a4ec04b.png)
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运 算的电子电路[1]
二.TTL“与非”门的参数
输出高电平电压UOH和输出低电平电压UOL
UO/V 输出高电平电压UOH
4 3A B
典型值3.6V， 2.4V为合格
2
C
输出低电平电压UOL
1
D
E
典型值0.3V，
0
1 23
Ui /V 0.4V为合格
电压传输特性
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运 算的电子电路[1]
实际： T2 、 T4 导通 T3 、 D 截止
uO = UCES4 ≤ 0.3V
+VCC +5V
R1
R2
4k 1.6k
1V
24.13V A
B 3.6VD1
T1
T2
0.7V
D2 R3 1k
R4
130
T3
+VC
C
D RL
Y
T40.3V
输入级 中间级 输出级
TTL 与非门
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运 算的电子电路[1]
输入为低电平0.3V: T截止，输出为高电平。 D导通，uO =3+0.7=3.7 (V)
输入为高电平3.7V T饱和导通，输出为低电平， uo≈0.3V。
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运 算的电子电路[1]
二、半导体三极管非门的负载能力 VCC(+5V)
负载分类:
拉电流负载和灌电流负载
Rc
IRC I灌
+VCC +5V
截止区
uO /V
4 A B 线性区
+
uI
1
3.6V 3
课题五 逻辑门电路
表达式：L= B+A =A⊕B
4、同或门：当输入端A、B的电平状态互为相反时，输出端L一定为低电平；而当输入端A、B的电平状态相同时，输出端L一定为高电平。
简单介绍其他常用的门电路，例如与非门、异或门等，对这些门不再分析内部电路，只强调逻辑关系双输入端异或门波形图由非门、与门和或门组合而成的同或门及其逻辑符号如左图所示
三、或门
特点：只要输入端中的任意一端为高电平，输出端就一为高电平；只有当输入端均为低电平时，输出端才为低电平，即输入与输出信号状态满足“或”逻辑关系。任何能够实现F=A+B“或”逻辑关系的电路均称为“或门”。
表达式：F=A+B双输入端或门波形图
四、其它常用门电路
1、与非门：F= 符号为：
又能描述每个信号的变趋势
课题五逻辑门电路
教师授课教案
课程名称：脉冲与数字电路2007年至2080年第二学期第次课
班级：编制日期：2008年3月2日
教学单元（章节）：
Hale Waihona Puke 2、1逻辑门电路目的要求：
掌握门电路的描述方法，了解TTL系列及MOS系列门电路的特点。
知识要点：
非门、与门、或门电路的逻辑关系，不同系列门电路
技能要点：
非门、与门、或门电路的逻辑关系分析
4种描述方法都能反映逻辑门电路输入和输出变量间的逻辑关系。
问题引入：实训中74LS0和74LS20是什么逻辑功能的芯片？回答电路中是如何实现抢答作用的？
式中的符号“-”表示取反，在其逻辑符号的输出端用一个小圆圈来表示。
非门波形图既能直观地描述各输入与输出变量在某一时刻的对应关系，
教学内容
板书或旁注
分立元件门电路
UF
2. 输入全为高电平（3.4V）时 电位箝 在2.1V
1.4V
+5V
R4
T4
b14.1V
c1
T1 3.4V
T2
R5
T5
(3.4V)
R3 0.7V
F
2. 输入全为高电平（3.4V）时 电位箝 在2.1V
1.4V
发射结 全反偏
A ―1‖ B C
R1
R2 1V T3
典型参数：
二、输入负载特性 (UI RI )
R1 3k b1 A B C T1 R2 750 T3 R4 100
+5V
c1
T2
3K
T4
R5 T5
F
UI
V
RI
R3
360
当RI较小时：设：T2、T5 截止 RI UI= (5-UBE1) RI+R1 4.3RI = 3+RI
R1 3k b1 R2
B
二极管与门
口诀：
任0则0 全1则1 F
二、二极管或门
D1
A
F
D2
uA 0V 0V 3V 3V
uB 0V 3V 0V 3V
uF - 0.3V 2.7V 2.7V 2.7V
B
3V 0V R
-12V
2.7V -0.3V
( uD=0.3V )
A
D1
真 值 F 输 A 0 0 1 入 B 0 1 0
表 输出 F 0 1 1
第三章
§3.1 概述
门电路
§3.2 分立元件门电路
§3.3 TTL与非门 §3.4 其它类型的TTL门电路
§3.5 MOS门电路
§3.1 概述
第2章门电路
低电平≤0.7V。 又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定值为
3V，但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为0.3V， 但从0V到0.8V都算作低电平。
2. 逻辑状态赋值 在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别表示输入、
输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。 经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表，
3.6V
(3) 采用推拉式输出级利于提高开关速度和负载能力
VT3组成射极输出器，优点是既能提高开关速度， 又能提高负载能力。
当输入高电平时，VT4饱和， uB3=uC2=0.3V+0.7V=1V，VT3和VD截止，VT4的集电 极电流可以全部用来驱动负载。
当输入低电平时，VT4截止，VT3导通(为射极输 出器)，其输出电阻很小，带负载能力很强。
(5) 阈值电压UTH 电压传输特性曲线转折区中点所对应的uI值称为阈 值电压UTH（又称门槛电平）。通常UTH≈1.4V。
(6) 噪声容限（ UNL和UNH ） 噪声容限也称抗干扰能力，它反映门电路在多大 的干扰电压下仍能正常工作。 UNL和UNH越大，电路的抗干扰能力越强。
UIL UNL UOFF UON UNH UIH
2、 动态特性：开通时间 ton = 0 关断时间 toff = 0
客观世界中，没有理想开关。 乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分 接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电 路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。 半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用 时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。
逻辑变量←→两状态开关： 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0和1； 电子开关有两种状态：闭合、断开。
课题五-分立元件门电路及TTL集成门电路PPT
•
R2
T2
饱和
•
uF=0.3V
结论2:输入全高时,输出为低
R3
+5V
T5饱和, Vce5=0.3V
F
T5
饱和
工作原理小结: 1. 输入有低电平（0.3V）时
VF=3.6V
2. 输入全为高电平（3.6V）时 VF=0.3V
3. 逻辑功能 FABC
T1深饱和
T2截止
T3微饱和
T4放大 T5截止
T1:倒置 T2:饱和 T3:放大 T4:截止 T5:饱和
+5V
A
B C
R1 3k
b1 c1 T1
• E2
T输T实的CR212与现和入2R5运了基级T算输极由3。入电多中级和的发变组发••间 ，R集射3量TR射R级由电极组144A极组是T极E成RV、c22晶成c、可放C，（B2体R以，大5T和、VF22）管它C
•A
输出F级：A由TB3、CT4、T5和R4、R5
集
晶体三极管----晶体三极管逻辑门 （TTL）
成 双极型 射极耦合逻辑门 （ECL）
逻
集成注入逻辑门电路 （ I 2 L）
辑
N沟道MOS门 (NMOS)
门 单极型(MOS型) P 沟道MOS门 (PMOS)
互补MOS门 (CMOS)
集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。
3.1 电路
•
•
V1
阻的增加，反向电流逐渐减小，直至
漏电流Is。
反向恢复时间 tre
ID
电流I由 2VR2 0.1I2,所需的时间。 I1
说明: ⑴转换时间：截止→导通 较小
导通→截止较大
⑵V故i的D最的高开频关率时以间1以0 ttrree来来衡取量值。。
分立元件门电路
第二节 TTL集成门电路培工院电子081班李红丙【教学目标】1. 知识目标（1）理解分立元件构成的与门、或门及非门的模拟电路构成和工作原理；（2）掌握分立元件与门、或门及非门的逻辑符号和输入输出。
2. 能力目标（1）通过电路原理的分析，让学生自己得到电路输入与输出的物理意义和数字表示的实际情况；（2）通过模拟电路的分析，培养学生电路分析，研究数字电路原理能力。
3. 情感、态度与价值观让学生观察和体验模拟电路分析，由简入繁逐步学习，学会循序渐进地学习科学知识的态度。
【教学方法】阅读法、讲授法和讨论法【教学重点】1、用模拟电路功能分析法，研究简单的分立元件构成门电路的逻辑功能；2、掌握分立元件构集成的与门、或门及非门输入输出变化状态。
【教学难点】理解整个分立元件构成的与门、或门及非门的模拟电路的结构原理，知道元器件的参数和此参数的意义。
教学阶段教师引导学生活动说明引入新课通过对前面所学模拟电路的知识，告诉同学们，模拟电路还可以构成数字电路，然后用数字电路来完成集成块的设计等。
下面是一个分立元件构成的电路。
引起学生对本节课的兴趣，和前面所学课程构成对比让学生成为观察者而不仅仅是被动的接受者分立元件构成的与门电路机构原理、逻辑符号和输入输出特性一.二极管构成的与门1．二极管构成的与门电路图：VCC=5VYBA2.逻辑符号：让学生跟着老师，一起分析电路，得出A、B两不同的输入时，Y的不同输出情况让学生自己阅读书上分立元件构成的与门逻辑符号。
给学生2分钟的时间进行电路的分析。
加深学生对TTL与非门的认识和理解3逻辑结构图：教学阶段教师引导学生活动说明列出分立元件与门的真值表，如表9-1，再进行逻辑波形图的描绘，进一步理解与门的功能。
4.表9-1：5.逻辑波形图：6.逻辑表达式：让学生明白真值表和逻辑表达式之间的转换让学生总结得到教师做引导，学生进行对真值表和逻辑关系所表示的含义进行理解教学阶段教师引导学生活动说明二．二极管构成的或门1.二极管构成逻辑或门电路图：2.逻辑符号：3.逻辑结构图：4.真值表：5.逻辑波形图：6.逻辑表达式：要求学生从实验中找出造成误差的原因，并说出怎样来减小误差。
门电路
五、输出三态门
G A B R1 D T1
R2
+5V R4 T3
T2
T4
F T5
外设
1 主 机
R3
R5
2
3
1、工作原理 G=0：
G=1：
F=AB
T2、T5截止 D导通,T3、T4截止
总线
输出呈现高阻状态。
2、三态门符号
A B
EN & EN
F
EN
A B
A B EN
F
EN=0： F=AB
A B EN & EN
• MOS—— 采用金属-氧化物半导体场效应管作 为元件。结构简单、制造方便、集 成度高、功耗低，但速度较慢。
2、按集成电路规模的大小进行分类 小规模集成电路（SSI）
0~9个二输入门
中规模集成电路（MSI） 10~99个门 大规模集成电路（LSI） 100~10000门以上
数字集成电路
超大规模集成电路（VLSI） 超过10000个门
UT
2、 输入伏安特性
+5V
ii/mA
IIH
ii
1
F
ui
0 –1 I IL IIS
1
2
ui/V
IIH —输入高电平电流(输入漏电流40A) IIS —输入短路电流(–1.6mA)
IIL —输入低电平电流
3、 输入端负载特性
+5V
1
Ri较小时，ui<UT，ui=―0‖
Ri较大时，ui>UT，ui=―1‖ Ri (5–Ube)=1.4 临界时 ui= Ri+Rb1 Ron—开门电阻， Ri > Ron(2.5KW)，ui为高电平。
分立元件门电路与集成逻辑门电路的区别
分立元件门电路与集成逻辑门电路的区别下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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ttl集成逻辑门电路实验报告
ttl集成逻辑门电路实验报告TTL 集成逻辑门电路实验报告一、实验目的1、熟悉 TTL 集成逻辑门的逻辑功能和电气特性。
2、掌握 TTL 集成逻辑门的测试方法和使用技巧。
3、学会通过实验分析和判断 TTL 集成逻辑门的工作状态和性能。
二、实验设备与器材1、数字电路实验箱2、双踪示波器3、数字万用表4、 74LS00（四 2 输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08（四 2 输入与门）、74LS32（四 2 输入或门）等 TTL 集成逻辑芯片三、实验原理TTL（TransistorTransistor Logic）是一种常见的数字集成电路逻辑门技术。
TTL 逻辑门电路的输入和输出电平具有特定的标准：输入低电平一般为 0 08V，输入高电平一般为 2 5V；输出低电平一般小于04V，输出高电平一般大于 24V。
与非门（NAND gate）的逻辑功能是：当所有输入都为高电平时，输出为低电平；只要有一个输入为低电平，输出就为高电平。
反相器（Inverter）的逻辑功能是：输入为高电平时，输出为低电平；输入为低电平时，输出为高电平。
与门（AND gate）的逻辑功能是：只有当所有输入都为高电平时，输出才为高电平；否则输出为低电平。
或门（OR gate）的逻辑功能是：只要有一个输入为高电平，输出就为高电平；只有所有输入都为低电平时，输出才为低电平。
四、实验内容与步骤1、测试 74LS00 四 2 输入与非门的逻辑功能将 74LS00 芯片插入实验箱的插座中。
用实验箱提供的逻辑电平输入分别给两个输入端提供高电平和低电平的不同组合，使用数字万用表测量输出端的电平，并将结果记录在表格中。
2、测试 74LS04 六反相器的逻辑功能插入 74LS04 芯片。
给输入端输入不同的电平，测量输出端的电平并记录。
3、测试 74LS08 四 2 输入与门的逻辑功能安装 74LS08 芯片。
改变输入端的电平组合，测量输出端电平并记录。
ttl集成门电路实验报告
ttl集成门电路实验报告第一部分介绍一、实验目的本次实验介绍如何在 TTL集成门电路中实现逻辑功能；熟悉TTL 集成门电路、掌握其特性与应用；二、实验内容1、实验仪器及元件实验仪器：电子仪表箱、多用测试电阻、示波器、波形发生器；探测仪器：示波器、波形发生器；元件：TTL集成门电路（AND、OR、NOT）。
2、实验环境本次实验采用室内实验室的平面布局，实验室设备齐全，实验室环境温暖，实验室室外的噪声不会影响实验效果。
第二部分实验步骤第一步：准备实验所需要的仪器和元件1、首先，将电源开关拨到“ON”位置，将电子仪表箱的检测开关拨到“OFF”位置；2、然后，将TTL集成门电路放入电子仪表箱，并将多用测试电阻安装在电子仪表箱上；3、接着，将示波器与波形发生器依照实验指导书的要求连接起来。
第二步：实验仪表的调整1、调整仪表的输出电压，将示波器的电压值调节至0.5V；2、调整仪表的输出频率，将波形发生器的频率调节至2Hz；3、调整仪表的输出波形，将波形发生器的波形调节至直流正弦波；4、调整仪表的偏置电流，将电子仪表箱的偏置电流调节至0mA。
第三步：实验过程1、启动实验，检查各仪表及元件的调整情况，确认正确无误；2、接着，连接TTL集成门电路，将其与检测仪器连接起来；3、然后，测试TTL集成门电路的输入输出特性，并比较实验结果；4、最后，将实验结果记录下来，并对其进行评价。
第三部分结论通过本次实验，我们学习了TTL集成门电路的介绍、特性及应用，运用TTL集成门电路实现了逻辑功能，实验结果与理论值相符，由此可见，TTL集成门电路在实验室中是一种有效的逻辑运算元件，具有可靠性和可靠性。
ttl集成门电路实验报告
ttl集成门电路实验报告TTL集成门电路实验报告引言：TTL（Transistor-Transistor Logic）是一种常见的数字逻辑家族，广泛应用于数字电路的设计和实现中。
本文将介绍TTL集成门电路的实验结果及分析。
一、实验目的本实验的目的是通过实际搭建TTL集成门电路，了解其工作原理，掌握数字电路的基本设计和实现方法。
二、实验材料与仪器1. TTL集成门电路芯片（如SN7400）2. 电路板3. 连接线4. 示波器5. 电源三、实验步骤1. 将TTL芯片插入电路板上的对应插槽中，确保插入正确。
2. 使用连接线将芯片与其他元件连接起来，按照电路图进行连线。
3. 将示波器连接到电路的输出端，用于观察信号波形。
4. 将电源连接到电路板上，调整电源电压为合适的数值。
5. 打开电源，观察示波器上的信号波形，记录实验结果。
四、实验结果与分析在本实验中，我们搭建了一个基本的TTL集成门电路，并观察了其输出信号波形。
通过实验，我们得到了以下结果：1. 与门（AND Gate）电路实验结果：输入A | 输入B | 输出0 | 0 | 00 | 1 | 01 | 0 | 01 | 1 | 1从实验结果可以看出，与门的输出信号只有在两个输入信号同时为1时才为1，否则为0。
2. 或门（OR Gate）电路实验结果：输入A | 输入B | 输出0 | 0 | 00 | 1 | 11 | 0 | 11 | 1 | 1与门的输出信号只有在至少一个输入信号为1时才为1，否则为0。
3. 非门（NOT Gate）电路实验结果：输入A | 输出0 | 11 | 0非门的输出信号与输入信号正好相反。
通过观察实验结果，我们可以看到TTL集成门电路能够根据输入信号的不同组合产生相应的输出信号。
这种基于逻辑运算的电路设计和实现方法为数字电路的发展奠定了基础。
五、实验总结通过本次实验，我们对TTL集成门电路有了更深入的了解。
通过搭建与门、或门和非门电路，我们观察到了不同输入组合下的输出结果。
TTL集成门电路
与门、与非门的处理
A B
&
或Y门、A或UC非C &门的处Y理办法使是用AB一或样接的≥电，1 源并联
A B
≥1
Y
办法是B 一样的，并联
YABBAB
A B
&Y
使Y用或AB 接1地AB
UCC
A &Y
Y ABB
Y AB0
AB
AB
A
≥1
A
≥1
B
YB
Y
B
YAB A BB YA1B AB
Y ABB AB
外接负载电阻RL的选择
所只有有的一门个都门处导于通截，止输状出态低，电输平出，为所高有电负平载，电有流一都个流负入载该，导就通有门一，个这拉时， 流所，有T电4管流还之有和一不个应反超向过输OC出门的带漏灌电流流负IO载H，的都最使大电值平下降
RL不能太大
RL不能太小
2.三态（TS）门
三态门是指输出除了高、低电平，
G1 G7
DDD71 0
双向传输数据线 当 ABB/ A1 时 G2使能，G1高阻 数据从A到B
当 ABB/ A0 时
G1使能，G2高阻
数据从B到A
G1 1
X
A
EN
B
1 G2 X
EN
01
1
AB/BA
10
五、其它双极型 TTL电路是应用最广泛的双极型集成电路，为了满足某些
特殊要求，还出现了一些其它类型双极型集成电路
74LS**：低功耗肖特基TTL 只要后面**的数字相同
74AS**：先进肖特基TTL 逻辑功能就完全相同
74F**：高速TTL
集成块引脚图也相同
74ALS**：先进低功耗肖特基TTL
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此时输入全高
VON开门电平： 与非门在保证输出为标准低电平时， 允许的最小输入高电平值。 VON＝2 V VT门坎电平：
VON VOFF VT 1.4V 2
3. 噪声容限 VSH VNH VON VOFF VNL
RC
C E
uO
相当于 开关断开
uO UCC
Байду номын сангаас 二
分立元件门电路
Vcc（5V） R
对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路
2.1 二极管与门（D与门）
⑴电路
D1
⑵原理
电位表： VA 0V 0V 5V VB 0V 5V 0V VF 0.7V 0.7V 0.7V D1 D2 通 通 止 通 止 通
5V A
推挽输出电路的作用
输出级采用推挽电路提供比较大的带负载能力.
3.5 TTL集成电路的外特性
电压传输特性 VO = f(Vi) VOH输出高电平， VOL输出低电平， VON开门电平： VOFF关门电平， VT门坎电平， 噪声容限：VNH ，VNL。
输入/输出特性 ⒈ 输入伏安特性 ii = f（Vi） ⑴输入短路电流IIS ⑵输入漏电流IIH ⑶灌电流 ⑷拉电流 ⒉输入负载特性 Vi = f（Ri） 开门电阻 RON ，关门电阻 ROFF ⒊输出特性 Vo = f（ io ） ⑴输出低电平， ⑵输出高电平 ⑶扇出系数
R1 3k b1
+5V
R2
T5饱和, Vce5=0.3V
A B C
c1
T1
T2
饱和
F
T5
uF=0.3V
结论2:输入全高时,输出为低
R3
饱和
工作原理小结: 1. 输入有低电平（0.3V）时 VF=3.6V
T1深饱和
T2截止 T3微饱和 T4放大 T5截止 T1:倒置 T2:饱和 T3:放大 T4:截止 T5:饱和
⑶符号
A
1
F
A
F 惯用
A
F 国外
国标
2.4 复合门
把单级门电路级联起来,构成复合门,如:与非门、或非门等等。
或非门 与非门 异或门 同或门
A B
A B A B A B
1
Y Y Y Y
A B
A B A B A B
Y Y Y Y 惯用
A B
A B A B A B
Y
Y Y Y 国外
&
=1
= 国标
2.5 正负逻辑约定
Vcc Vces Vcc ib I bs RC RC
,
Vces 0.3V
⒉ 动态特性
Vi
开关时间:
T从：
t
0
截止→导通 ，建立电荷需要时间 →ton 导通→截止存储电荷消散需要时间 →toff
ic
0
td tr
0.9 I c max 0.1I c max
t
ts t f
ton td tr
T2、T5截止，输出高电平VOH = 3.6V
V0(V) 3.6V
A B C
BC段：线性区，当0.6V≤Vi≤1.3V，
0.7V≤V b2＜1.4V时，T2开始导通，T5 仍截止，VC2随Vb2升高而下降，经T3、T4 两级射随器使VO下降。
D
CD段：转折,Vi=1.4V,T2、
E
T5饱和。
Vi(V)
2
成 双极型 射极耦合逻辑门 （ECL）
逻 辑 门
集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。
3.1 电路 R1
+5V
输入级由多发射极晶体管 R2 R4 3k T1 和基极电组 R1 组成，它 中间级是放大 A、B、C 实现了输入变量 b1 C2 T3 级，由T2、R2 的与运算。 c 1 A 和R3 组成， T2 T2 T 4 Vcc（5V ） T1 B 的集电极C2和 R 可以 R5 E2 C 发射极 E F 2 分提供两个相 D1 F A T 位相反的电压 D2 5 F A B C 输出级：由T3、T4、T5和R4、 D4 信号 B D3 R5组成，其中T3、T4构成复合 R3 C 管，与T5组成推拉式输出结构 ，具有较强的负载能力。 多发射极 中间 推挽 输入级 倒相级 输出级
⑵目的：化简和转换电路。 从后往前的奇数级上，输入、输出都取反，且 ⑶方法： 与门→或门，或门→与门，即可化简电路。
正负逻辑转换举例
A B
& &
C D
&
&
E H
&
Y
正负逻辑转换举例
A B
& &
Y AB CD E H
&
E H 1.奇数级，前后取反 2.相互抵消
≥1
C D
A B C D A B C D
电位表： VA VB VF 0V 0V 5V 5V 0V 5V 0V 5V 0.7V 0.7V 0.7V 5V D1 D2 通 通 止 止 通 止 通 止
D1
Vcc（5V） R
5V A
0V B 负逻辑
D2
F
正逻辑 高电平（1） A B 低电平（0） 0 0
真值表
F 0 0 0
高电平（0） A 低电平（1） 1 真值表
3.2 工作原理
Vb1=0.3+0.7=1V 不足以让 T2、T5导通
1. 输入有低电平（0.3V）时
R1
+5V
R4
3k 1V b1
R2
T3 R5
3.6 V 3.6 V 0.3 V
“0”
c1
T1
T2
T4
F
T5
T1深饱和 T2截止
三个PN结
R3
导通需2.1V
T5截止
1. 输入有低电平（0.3V）时(续)
&
& & &
&
Y
&
E H
≥1
&
Y 3.与门→或门
& &
Y ( AB CD ) E H
1
E
&
H
1
Y
ABE CDE H
三 TTL集成门电路(与非门)
集成门电路按开关元件分类
二极管----晶体三极管逻辑门（DTL） 集 晶体三极管----晶体三极管逻辑门 （TTL） 集成注入逻辑门电路 （ I L） N沟道MOS门 (NMOS) 单极型(MOS型) P 沟道MOS门 (PMOS) 互补MOS门 (CMOS)
0
1 2 0.6V 1.4V
3
DE段：饱和区,Vi>1.4V
VO＝0.3V
2. 几个参数 VOH输出高电平： 5V
与非门输入有低时，Vo＝ VOH
VOL输出低电平：
产品规范值:VOH≥2.4V 典 型 值: VOH＝3.5V V 2.4V 标准高电平: SH VOH=VSH=2.4V
0.4V VSL 产品规范值:VOL≤0.4V 0V 典 型 值: VOL＝0.3V 标准高低平: VOL=VSL=0.4V
一
半导体二极管、三极管的开关特性
1.1 器件的开关作用
体现开关作用→静态特性 开关特性 转换过程→动态特性 Z＝0 →短路、相当开关闭合 Z＝∞ →断路、相当开关断开
理想开关特性
1.2 半导体二极管的开关特性 EWB仿真 实验：
实验现象分析：
⒈ 静态特性(开关作用)
D正偏→D导通→UD很小→电路导通 UD ≈0.7V,硅管
R1
+5V
全反偏
3.6V
3k 2.1V b1
放大 T3
A B C
c11.4V
1V
T1
全饱和导通
T2 0.3V R5
T4 截止
F
T5
T1:倒置 T2:饱和 T5:饱和 T3:放大 T4:截止
R3
2. 输入全为高电平（3.6V）时(续)
T1:倒置 T2:饱和 T5:饱和 T3:放大 T4:截止 3.6V
⑵同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下， 实现的逻辑功能不同。
⑶数字系统中，不是采用正逻辑就是采用
负逻辑，而不能混合使用。
本书中采用正逻辑系统。
⒊ 正负逻辑转换（只需了解）
⑴依据:
F AB F A B F A B F A B
一个门的输入和输出同 时取反，则：
正逻辑←→负逻辑
R
1.3 半导体三极管的开关特性 EWB仿真实验：
1.3 半导体三极管的开关特性
实验现象分析： ⒈ 静态特性(开关作用)
Vcc=5V
1k
Vi
10K
T β =30
Vo
Vbe
Vbc
截止 反偏（或<Vth) 反偏， ib＝ic ＝0，开关断开。 饱和 正偏 正偏(或零偏）， ib >Ibs ，开关闭合。
0
1 1
1
0 1
1
1 1
实现 了或 逻辑 功能
0→低电位 1→高电位
⑶符号
A
B
≥1
F
A
B
＋ F
惯用
A
B
F
国外
国标
2.3
⑴电路 ⑵原理
电位表： VA 0V 5V VF 5V T
晶体管非门
(反相器)
Vcc( 5V)
Rc F
A
Rb 真值表: A F 0 1 1 0
实现 了非 逻辑 功能
T