TTL门电路
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A B C
截止 T 24
D
2.1V
1.4V 3 1
T1 倒置状态 3.6V
3
截止 V o 0.2V
T2 2
饱和
3 1
0.7V
R e2 1K
T3 2 饱和
3.5 TTL逻辑门电路
（2）输入有低电平0.2V 时。 该发射结导通，VB1=0.9V。T2、T3都截止。T1饱和导通 忽略流过RC2的电流，VB4≈VCC=5V 。T4和D导通。 VO≈VCC-VBE4-VD =5-0.7-0.7=3.6（V） Rc2 实现了与非门的逻辑 功能的另一方面： 输入有低电平时， 输出为高电平。
+V CC （ +5V） T4 导通 1
D 3
R b1 4K
1
+VCC Rc2 1.6K
3
2
G1
导通
1
3 1
3 2
T3
A B
T1
T2 2
3 1
L T3 2
截止
+VCC R c4 T4 截止 1 G2
D 3 2
R e2
L
1K
截止 T3
1 3 2
符号：
A B
&
L
饱和
2.4 TTL逻辑门电路
六．三态与非门 (TSL)
（1）输入全为高电平3.6V时。 T1倒置放大状态。 由于T2饱和导通，VC2=0.9v
T4和二极管D都截止。
T3饱和导通
VO=VCES3=0.2v
1
+VCC（ +5V） R b1 4kΩ Rc2 1.6kΩ R c4 130Ω
3 1
0.9V
实现了与非门的逻 辑功能之一： 输入全为高电平时 输出为低电平。
A B
& EN
若CS 1, L A B 若CS 0, L为高组态
CS
T5
T6
T7
3.5 TTL逻辑门电路
八、BiCMOS门电路
VDD 5V
MP T1 M1
BiCMOS非门
MP M1 MN M2组成输入级 T1 T2 组成推拉式输出级 vI=VIH时， M1 MN T2 导通 vO=VOL vI=VIL时， MP M2 T1 导通 vO=VOH MOS管输入级功耗低，BJT管推拉式 输出级工作速度快，带载能力强
T1B
B
1
L
3 2T 3
R3
A B
≥1
L=A+B
3.5 TTL逻辑门电路
2.与或非门
+V CC R1A
1
R2
R1B
1
1
R4
3
T 24
D
3
3 1 3
A1 A2
3 1
T1A
T T2A 2B 2 2
T1B
B1 B2
1
L
3 2 T3
R3
A1 A2 B1 B2
& ≥1 L
3.5 TTL逻辑门电路
五．集电极开路门（ OC门）
VO
MN
VI
M2 T2
3.7 逻辑门应用中的几个实际问题
三、多余输入端的处理
（1）对于与非门及与门， 多余输入端应接高电平。如 直接接电源正端，在前级驱 动能力允许时，也可以与有 用的输入端并联使用。 （ 2 ）对于或非门及或门， 多余输入端应接低电平， 比如直接接地；也可以与 有用的输入端并联使用。
3.5 TTL逻辑门电路
二、输入负载特性
vI
4k
1.4v
+ Vi -
Ri
ROFF RON Ri
ROFF=0.9K RON=1.8K TTL门电路的输入端悬空相当接高电平。
P97,TTL反相器电压传输特性曲线
3.5 TTL逻辑门电路
三、基本TTL门电路的工作特性
（1）传输延迟时间 tpd的值为几纳秒～十几个纳秒。
+V CC （ +5V） R c4 T4
1 3 2
+V CC （ +5V） R c4 T4
1 3 2
导通
D
截止 充电 Vo
D
导通 T3
1 3 2
截止 T3
1 3 2
Vo CL
截止
Hale Waihona Puke CL导通放电 TTL电路提高带载能力： （1）VOL时，T3集电极电流全部用来驱动负载。 （2）VOH时，T4是射极输出器，输出电阻很小。
R b1 4kΩ 1.6kΩ
+VCC R c4 130Ω
3
5V
3
1
0.9V
3.6V A B C 0.3V 0.2V
1
导通 T 24
D
4.3V
3
0.4V
1
导通 Vo
L A B C
A B C & L
T1 饱和
T2 2
截止
3 1
3.6V
T3 2 截止
R e2 1kΩ
3.5 TTL逻辑门电路
TTL与非门提高工作速度的原理
2.BJT管：熟悉和理解三极管共射极特性曲线及个工作区域的划分。
（2）噪声容限电压 （3）扇出系数 =10 （4）功耗 几十mW TTL静态功耗是主要的 低电平噪声容限 VNL＝0.4V 高电平噪声容限 VNH＝0.4V
3.5 TTL逻辑门电路
四．其他TTL逻辑门
1．TTL或非门
+V CC R1A
1
R2
R1B
1
1
R4
3
T 24 D
3 3 1
3 1 3
A
T1A
T T2A 2 22B
3.5 TTL逻辑门电路
一.TTL与非门的组成及工作原理 1.组成结构
R b1 4kΩ
1
+V CC （ +5V） Rc2 1.6kΩ Vc2
1
R c4 130Ω
3
T 24
D
3 3 1
A B C
T1
T2 2 Ve2 R e2 1kΩ
3 1
Vo T3 2
输入级
中间级
输出级
3.5 TTL逻辑门电路
2．工作原理
(1)结构及工作原理。
当 CS=1 时， T5 倒置放大， T6 饱和， T7 截止，一个正常 的二输入端与非门，称为 正常工作状态。 当 CS=0 时， T5 饱和， T6 截止， T7 饱和， T4D截止，输出L 端呈现高阻态，或禁止态。
△
+VCC
T4
A B
T1
T2 T3
L
+VCC
L
逻辑功能：
CS
（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。
+VCC i B1 R b1 4kΩ
1
Rc2 1.6kΩ
3.6V A B C
0.9V 1V
3
1.4V
1
3
T1 β iB1 0.7V 0.3V 0.2V
T2 2
3 1
Vo T3 2
R e2 1kΩ
3.5 TTL逻辑门电路
（2）输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。
VCC & A B &
A B
（a）
（b）
A B
≥1
A B
≥1
（a）
（b）
第三章小结
1.二极管：熟悉和理解二极管特性曲线。会判断电路中二极管状
态。掌握理想模型和恒压模型。 掌握三极管三个状态的判别方法。 3.MOS管：了解MOS管的工作特性，掌握其导通条件。 4.MOS门电路：理解逻辑门电路主要技术参数的意义，了解MOS门 电路的工作特性，掌握CMOS基本逻辑门、OD门、三态门、CMOS 传输门、NMOS门电路的逻辑功能。 5.TTL门电路：了解TTL与非门的工作原理。掌握OC门的逻辑功能。 6.掌握逻辑电路中逻辑门符号等效变换的方法。
截止 T 24
D
2.1V
1.4V 3 1
T1 倒置状态 3.6V
3
截止 V o 0.2V
T2 2
饱和
3 1
0.7V
R e2 1K
T3 2 饱和
3.5 TTL逻辑门电路
（2）输入有低电平0.2V 时。 该发射结导通，VB1=0.9V。T2、T3都截止。T1饱和导通 忽略流过RC2的电流，VB4≈VCC=5V 。T4和D导通。 VO≈VCC-VBE4-VD =5-0.7-0.7=3.6（V） Rc2 实现了与非门的逻辑 功能的另一方面： 输入有低电平时， 输出为高电平。
+V CC （ +5V） T4 导通 1
D 3
R b1 4K
1
+VCC Rc2 1.6K
3
2
G1
导通
1
3 1
3 2
T3
A B
T1
T2 2
3 1
L T3 2
截止
+VCC R c4 T4 截止 1 G2
D 3 2
R e2
L
1K
截止 T3
1 3 2
符号：
A B
&
L
饱和
2.4 TTL逻辑门电路
六．三态与非门 (TSL)
（1）输入全为高电平3.6V时。 T1倒置放大状态。 由于T2饱和导通，VC2=0.9v
T4和二极管D都截止。
T3饱和导通
VO=VCES3=0.2v
1
+VCC（ +5V） R b1 4kΩ Rc2 1.6kΩ R c4 130Ω
3 1
0.9V
实现了与非门的逻 辑功能之一： 输入全为高电平时 输出为低电平。
A B
& EN
若CS 1, L A B 若CS 0, L为高组态
CS
T5
T6
T7
3.5 TTL逻辑门电路
八、BiCMOS门电路
VDD 5V
MP T1 M1
BiCMOS非门
MP M1 MN M2组成输入级 T1 T2 组成推拉式输出级 vI=VIH时， M1 MN T2 导通 vO=VOL vI=VIL时， MP M2 T1 导通 vO=VOH MOS管输入级功耗低，BJT管推拉式 输出级工作速度快，带载能力强
T1B
B
1
L
3 2T 3
R3
A B
≥1
L=A+B
3.5 TTL逻辑门电路
2.与或非门
+V CC R1A
1
R2
R1B
1
1
R4
3
T 24
D
3
3 1 3
A1 A2
3 1
T1A
T T2A 2B 2 2
T1B
B1 B2
1
L
3 2 T3
R3
A1 A2 B1 B2
& ≥1 L
3.5 TTL逻辑门电路
五．集电极开路门（ OC门）
VO
MN
VI
M2 T2
3.7 逻辑门应用中的几个实际问题
三、多余输入端的处理
（1）对于与非门及与门， 多余输入端应接高电平。如 直接接电源正端，在前级驱 动能力允许时，也可以与有 用的输入端并联使用。 （ 2 ）对于或非门及或门， 多余输入端应接低电平， 比如直接接地；也可以与 有用的输入端并联使用。
3.5 TTL逻辑门电路
二、输入负载特性
vI
4k
1.4v
+ Vi -
Ri
ROFF RON Ri
ROFF=0.9K RON=1.8K TTL门电路的输入端悬空相当接高电平。
P97,TTL反相器电压传输特性曲线
3.5 TTL逻辑门电路
三、基本TTL门电路的工作特性
（1）传输延迟时间 tpd的值为几纳秒～十几个纳秒。
+V CC （ +5V） R c4 T4
1 3 2
+V CC （ +5V） R c4 T4
1 3 2
导通
D
截止 充电 Vo
D
导通 T3
1 3 2
截止 T3
1 3 2
Vo CL
截止
Hale Waihona Puke CL导通放电 TTL电路提高带载能力： （1）VOL时，T3集电极电流全部用来驱动负载。 （2）VOH时，T4是射极输出器，输出电阻很小。
R b1 4kΩ 1.6kΩ
+VCC R c4 130Ω
3
5V
3
1
0.9V
3.6V A B C 0.3V 0.2V
1
导通 T 24
D
4.3V
3
0.4V
1
导通 Vo
L A B C
A B C & L
T1 饱和
T2 2
截止
3 1
3.6V
T3 2 截止
R e2 1kΩ
3.5 TTL逻辑门电路
TTL与非门提高工作速度的原理
2.BJT管：熟悉和理解三极管共射极特性曲线及个工作区域的划分。
（2）噪声容限电压 （3）扇出系数 =10 （4）功耗 几十mW TTL静态功耗是主要的 低电平噪声容限 VNL＝0.4V 高电平噪声容限 VNH＝0.4V
3.5 TTL逻辑门电路
四．其他TTL逻辑门
1．TTL或非门
+V CC R1A
1
R2
R1B
1
1
R4
3
T 24 D
3 3 1
3 1 3
A
T1A
T T2A 2 22B
3.5 TTL逻辑门电路
一.TTL与非门的组成及工作原理 1.组成结构
R b1 4kΩ
1
+V CC （ +5V） Rc2 1.6kΩ Vc2
1
R c4 130Ω
3
T 24
D
3 3 1
A B C
T1
T2 2 Ve2 R e2 1kΩ
3 1
Vo T3 2
输入级
中间级
输出级
3.5 TTL逻辑门电路
2．工作原理
(1)结构及工作原理。
当 CS=1 时， T5 倒置放大， T6 饱和， T7 截止，一个正常 的二输入端与非门，称为 正常工作状态。 当 CS=0 时， T5 饱和， T6 截止， T7 饱和， T4D截止，输出L 端呈现高阻态，或禁止态。
△
+VCC
T4
A B
T1
T2 T3
L
+VCC
L
逻辑功能：
CS
（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。
+VCC i B1 R b1 4kΩ
1
Rc2 1.6kΩ
3.6V A B C
0.9V 1V
3
1.4V
1
3
T1 β iB1 0.7V 0.3V 0.2V
T2 2
3 1
Vo T3 2
R e2 1kΩ
3.5 TTL逻辑门电路
（2）输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。
VCC & A B &
A B
（a）
（b）
A B
≥1
A B
≥1
（a）
（b）
第三章小结
1.二极管：熟悉和理解二极管特性曲线。会判断电路中二极管状
态。掌握理想模型和恒压模型。 掌握三极管三个状态的判别方法。 3.MOS管：了解MOS管的工作特性，掌握其导通条件。 4.MOS门电路：理解逻辑门电路主要技术参数的意义，了解MOS门 电路的工作特性，掌握CMOS基本逻辑门、OD门、三态门、CMOS 传输门、NMOS门电路的逻辑功能。 5.TTL门电路：了解TTL与非门的工作原理。掌握OC门的逻辑功能。 6.掌握逻辑电路中逻辑门符号等效变换的方法。