第二章2-1逻辑门电路

TTL与非门电路组成及原理小结
1. TTL与非门电路组成
TTL与非门电路由输入级、中间级和输出级三个部分组成。
2. TTL与非门工作原理 根据与非逻辑运算关系，将输入信号分为两种情况，分别讨论TTL与
非门的工作原理。
3. TTL与非门工作速度 TTL与非门的工作速度受到内部晶体管的饱和工作状态和外接容性
管T1、二极管D1、D2和电 TTL与非门电路组成
阻R1组成。实现输入变量 A、B的与运算。
中间级由TT2T、LR2与和R非3组门成。电T2路的 组成
集电极C2和发射极E2分别提供两个相 位相反的电压信号。
TTL与非门电路组成
输出级由D3、T4、T5和电阻R4组成。 T4与T5组成推拉式输出结构，具有较 强的负载能力。
负载的影响。
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T4：工作在放大状态
电路输出高电平：
UOH UCC UR 2 Ube 4 UD3
（5-0.7-0.7）V = 3.6V
3.6V
TTL与非门工作原理
输入端全接高电平： T1：发射结反偏，集电极正偏， 工作在倒置放大状态且T2 、T5导 通。 T1: UB1= UBC1+UBE2+UBE5 = 0.7V×3 = 2.1V
TTL与非门电路组成
思考：电路中二极管D1和D2的作用。
TTL与非门工作原理
输入端至少有一个（设A端） 接低电平：
来自百度文库
T1 管 : A 端 发 射 结 导 通 ，
UB1 = UA + UBE1 = 1V，其他发
1V
5V
射结反偏截止。
0.3V
3.6V
因为UB1 =1V, 所以 T2、T5截止,
UC2≈Ucc=5V。
由此可见，电路的输出与
输入之间满足与非逻辑关系：
F AB
T1：深度饱和状态 T2：截止状态 T4：放大状态 T5：截止状态
TTL与非门工作速度
存在的问题：一是与非门内部晶体管工作在饱和状态对电路开关速度产生影响，二 是与非门输出端接容性负载时对工作速度产生影响。
思考：为什么与非门内部晶体管工作在饱和状态以及与非门输出端接容性负载 时会对电路开关速度产生影响？ 采取的措施： 1. 采用多发射极晶体管T1，加速T2管脱离饱和状态。 2. T4和T5同时导通，加速T5管脱离饱和状态。 3. 降低与非门的输出电阻，减小对负载电容的充电时间。
T2：工作在饱和状态 T4：UC2 = UCES2 + UBE5
≈1V，T4截止。
T5：处于深饱和状态 电路输出低电平：UOL = 0.3V
3.6V 3.6V
2.1V
0.3V
TTL与非门工作TT12原：：倒饱理置和放状大态状态
输入端全接高电平，输出为
T4：截止状态 T5：深度饱和状态
低电平。
输入端至少有一个接低电平 时，输出为高电平。
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数字电子技术基础
主讲人：侯建军 教授 北京交通大学电子信息工程学院
第一节 标准TTL与非门
1. TTL与非门电路组成 2. TTL与非门工作原理 3. TTL与非门工作速度 4. TTL与非门外特性及主要参数 5. TTL标准与非门的改进型 6. TTL集成电路产品
输入级由多发射极晶体