第3章集成逻辑门 此时的V,是处于倒置(反向)运用状态(把实际的集电极 用作发射极,而实际的发射极用作集电极),其电流放大系 数B反很小(B反<0.05),因此L2I1(1+B反)61L1,由于1较 大足以使V,管饱和,且V,管发射极向V管提供基流,使V; 也饱和,这时V,的集电极压降为 U2 =Uces2+Ubes 0.3+0.7=1V 这个电压加至V,管基极,可以使V,导通。此时V,射极电位 Ue3=U2Ube30.3V,它不能驱动V4,所以V4截止。V由V2 提供足够的基流,处于饱和状态,因此输出为低电位: Uo=UoL=Uces5≈0.3YW
第3章 集 成 逻 辑 门 此时的V1是处于倒置(反向)运用状态(把实际的集电极 用作发射极,而实际的发射极用作集电极),其电流放大系 数β反很小(β反<0.05),因此Ib2 =Ic1=(1+β反)Ib1≈Ib1,由于Ib1较 大足以使V2管饱和,且V2管发射极向V5管提供基流, 使V5 也饱和,这时V2的集电极压降为 Uc2 = Uces2 +Ube5 ≈ 0.3+ 0.7 = 1V 这个电压加至V3管基极,可以使V3导通。此时V3射极电位 Ue3 =Uc2-Ube3≈0.3V,它不能驱动V4,所以V4截止。V5由V2 提供足够的基流,处于饱和状态,因此输出为低电位: UO = UOL = Uces5 ≈ 0.3V
第3章集成辽辑门 2.输入端至少有一个为低电位(0.3V) 当输入端至少有一个为低电位(0.3V)时,相应低电位的 发射结正偏,V的基极电位U被钳在1V,因而使V其余 的发射结反偏截止。此时V的基极电流1经过导通的发射 结流向低电位输入端,而V,的基极只可能有很小的反向基 极电流进入V的集电极,所以LO,但V的基流L1很大, 因此这时V处于深饱和状态: Uces1≈0,Uc1≈0.3D 因而V2、V均截止。此时V,的集电极电位U2Ucc=5V, 足以使V3、V,导通,因此输出为高电位: Uo=Uom=Uc2-Ube3-Ue4≈5-0.7-0.7=3.6
第3章 集 成 逻 辑 门 2. 输入端至少有一个为低电位(0.3 V) 当输入端至少有一个为低电位(0.3V)时,相应低电位的 发射结正偏,V1的基极电位Ub1被钳在1V,因而使V1其余 的发射结反偏截止。此时V1的基极电流Ib1经过导通的发射 结流向低电位输入端,而V2的基极只可能有很小的反向基 极电流进入V1的集电极,所以Ic1≈0,但V1的基流Ib1很大, 因此这时V1处于深饱和状态: Uces1 ≈ 0,Uc1 ≈ 0.3V 因而V2、V5均截止。此时V2的集电极电位Uc2≈UCC =5V, 足以使V3、V4导通,因此输出为高电位: UO = UOH = Uc2 −Ube3 −Ube4 ≈ 5 − 0.7 − 0.7 = 3.6V
第3章集成逻辑门 综上所述,当输入端全部为高电位(3.6V)时,输出为低 电位(0.3V),这时V饱和,电路处于开门状态;当输入端至 少有一个为低电位(0.3V时,输出为高电位(3.6V),这时V 截止,电路处于关门状态。由此可见,电路的输出和输入 之间满足与非逻辑关系: F=A.B.C 表3-1TTL与非门各级工作状态 输入 V2 V3 输出 与非门 状态 全部为高电位 倒置工作 饱和 导通 截止 饱和 低电位Uo 开门 至少有一个为低电位 深饱和 截止 微饱和 导通 截止 高电位Uou 关门
第3章 集 成 逻 辑 门 综上所述,当输入端全部为高电位(3.6V)时,输出为低 电位(0.3V),这时V5饱和,电路处于开门状态;当输入端至 少有一个为低电位(0.3 V)时,输出为高电位(3.6 V),这时V5 截止,电路处于关门状态。 由此可见,电路的输出和输入 之间满足与非逻辑关系: F = A⋅ B ⋅C 表 3-1 TTL与非门各级工作状态 输 入 V1 V2 V3 V4 V5 输 出 与非门 状态 全部为高电位 倒置工作 饱和 导通 截止 饱和 低电位UOL 开门 至少有一个为低电位 深饱和 截止 微饱和 导通 截止 高电位UOH 关门
第3章集成辽辑门 TTL与非门具有较高的开关速度,主要原因有两点: 一是由于采用了多射极管V,它缩短了V,和V的开关时 间。当输入端全部为高电位时,V处于倒置工作状态。此 时V向V2提供了较大的基极电流,使V2、V迅速导通饱和; 当某一输入端突然从高电位变到低电位时,1转而流向V, 低电位输入端,即为V,正向工作的基流,该瞬间将产生一 股很大的集电极电流L,正好为V,和V提供了很大的反向 基极电流,使V,和V基区的存储电荷迅速消散,因而加快 了V,和V的截止过程,提高了开关速度
第3章 集 成 逻 辑 门 TTL与非门具有较高的开关速度,主要原因有两点: 一是由于采用了多射极管V1,它缩短了V2和V5的开关时 间。当输入端全部为高电位时,V1处于倒置工作状态。此 时V1向V2提供了较大的基极电流,使V2、V5迅速导通饱和; 当某一输入端突然从高电位变到低电位时,Ib1转而流向V1 低电位输入端,即为V1正向工作的基流,该瞬间将产生一 股很大的集电极电流Ic1,正好为V2和V5提供了很大的反向 基极电流,使V2和V5基区的存储电荷迅速消散,因而加快 了V2和V5的截止过程,提高了开关速度
第3章集成逻辑门 二是由于采用了推拉式输出电路,加速了V管存储电荷 的消散过程。当V,由饱和转为截止时,V,和V,导通。由于 V3、V4是复合射随,相当于V,集电极只有很小电阻,此时 瞬间电流很大,从而加速了V管脱离饱和的速度,使V迅 速截止。 此外,由于采用推拉式输出级,与非门输出低电平时 V处于深饱和状态,输出电阻很低;而输出高电平时V?、 V,导通,组成射极跟随器,其输出电阻也很低,因此无论 哪种状态输出电阻都很低,都有很强的带负载能力
第3章 集 成 逻 辑 门 二是由于采用了推拉式输出电路,加速了V5管存储电荷 的消散过程。当V2由饱和转为截止时,V3和V4导通。由于 V3、 V4是复合射随,相当于V5集电极只有很小电阻,此时 瞬间电流很大,从而加速了V5管脱离饱和的速度,使V5迅 速截止。 此外,由于采用推拉式输出级,与非门输出低电平时 V5处于深饱和状态,输出电阻很低;而输出高电平时V3、 V4导通,组成射极跟随器,其输出电阻也很低,因此无论 哪种状态输出电阻都很低,都有很强的带负载能力