ttl反相器工作原理ppt課件

2.3.1TTL反相器的工作原理,2.3.2TTL反相器的電壓傳輸特性及參數(shù),2.3TTL反相器,2.3.4TTL反相器的其它參數(shù),2.3.3TTL反相器的輸入特性和輸出特性,返回,結束放映,1,復習,什么是高電平？什么是低電平？什么是狀態(tài)賦值？什么是正邏輯？什么是負邏輯？二極管與門、或門有何優(yōu)點和缺點？,2,2.3TTL反相器,TTL集成邏輯門電路的輸入和輸出結構均采用半導體三極管，所以稱晶體管晶體管邏輯門電路，簡稱TTL電路。,TTL電路的基本環(huán)節(jié)是反相器。簡單了解TTL反相器的電路及工作原理，重點掌握其特性曲線和主要參數(shù)（應用所需知識）。,3,2.3.1TTL反相器的工作原理,1.電路組成,返回,圖2-9TTL反相器的基本電路,4,(1)輸入級,當輸入低電平時，uI=0.3V，發(fā)射結正向導通，uB1=1.0V當輸入高電平時，uI=3.6V，發(fā)射結受后級電路的影響將反向截止。uB1由后級電路決定。,5,(2)中間級,反相器VT2實現(xiàn)非邏輯,6,(3)輸出級（推拉式輸出）,VT3為射極跟隨器,7,2.工作原理,（1）當輸入高電平時，uI=3.6V，VT1處于倒置工作狀態(tài)，集電結正偏，發(fā)射結反偏，uB1=0.7V3=2.1V，VT2和VT4飽和，輸出為低電平uO=0.3V。,2.1V,0.3V,3.6V,8,（2）當輸入低電平時，uI=0.3V，VT1發(fā)射結導通，uB1=0.3V+0.7V=1V，VT2和VT4均截止，VT3和VD導通。輸出高電平uO=VCC-UBE3-UD5V-0.7V-0.7V=3.6V,1V,3.6V,0.3V,9,(3)采用推拉式輸出級利于提高開關速度和負載能力,VT3組成射極輸出器，優(yōu)點是既能提高開關速度，又能提高負載能力。當輸入高電平時，VT4飽和，uB3=uC2=0.3V+0.7V=1V，VT3和VD截止，VT4的集電極電流可以全部用來驅動負載。當輸入低電平時，VT4截止，VT3導通(為射極輸出器)，其輸出電阻很小，帶負載能力很強?？梢?，無論輸入如何，VT3和VT4總是一管導通而另一管截止。這種推拉式工作方式，帶負載能力很強。,10,2.3.2TTL反相器的電壓傳輸特性及參數(shù),電壓傳輸特性：輸出電壓uO與輸入電壓uI的關系曲線。,圖2-10TTL反相器電路的電壓傳輸特性,1.曲線分析,VT4截止，稱關門,VT4飽和，稱開門,返回,11,2.結合電壓傳輸特性介紹幾個參數(shù),12,(3)開門電平UON一般要求UON1.8V(4)關門電平UOFF一般要求UOFF0.8V,在保證輸出為額定低電平的條件下，允許的最小輸入高電平的數(shù)值，稱為開門電平UON。,在保證輸出為額定高電平的條件下，允許的最大輸入低電平的數(shù)值，稱為關門電平UOFF。,13,(5)閾值電壓UTH電壓傳輸特性曲線轉折區(qū)中點所對應的uI值稱為閾值電壓UTH（又稱門檻電平）。通常UTH1.4V。,(6)噪聲容限（UNL和UNH）噪聲容限也稱抗干擾能力，它反映門電路在多大的干擾電壓下仍能正常工作。UNL和UNH越大，電路的抗干擾能力越強。,14,15,低電平噪聲容限（低電平正向干擾范圍）UNL=UOFF-UILUIL為電路輸入低電平的典型值（0.3V）若UOFF=0.8V，則有UNL=0.8-0.3=0.5(V),高電平噪聲容限（高電平負向干擾范圍）UNH=UIH-UONUIH為電路輸入高電平的典型值（3V）若UON=1.8V，則有UNH=3-1.8=1.2(V),16,2.3.3TTL反相器的輸入特性和輸出特性,1.輸入伏安特性,輸入電壓和輸入電流之間的關系曲線。,圖2-11TTL反相器的輸入伏安特性（a）測試電路（b）輸入伏安特性曲線,返回,17,兩個重要參數(shù)：,(1)輸入短路電流IIS當uI=0V時，iI從輸入端流出。iI=(VCCUBE1)/R1=(50.7)/41.1mA,(2)高電平輸入電流IIH當輸入為高電平時，VT1的發(fā)射結反偏，集電結正偏，處于倒置工作狀態(tài)，倒置工作的三極管電流放大系數(shù)反很小(約在0.01以下)，所以iI=IIH=反iB2IIH很小，約為10A左右。,18,圖2-12輸入負載特性曲線（a）測試電路（b）輸入負載特性曲線,TTL反相器的輸入端對地接上電阻RI時，uI隨RI的變化而變化的關系曲線。,2.輸入負載特性,19,在一定范圍內，uI隨RI的增大而升高。但當輸入電壓uI達到1.4V以后，uB1=2.1V，RI增大，由于uB1不變，故uI=1.4V也不變。這時VT2和VT4飽和導通，輸出為低電平。,20,RI不大不小時，工作在線性區(qū)或轉折區(qū)。,RI較小時，關門，輸出高電平；,RI較大時，開門，輸出低電平；,ROFF,RON,RI懸空時？,21,(1)關門電阻ROFF在保證門電路輸出為額定高電平的條件下，所允許RI的最大值稱為關門電阻。典型的TTL門電路ROFF0.7k。,(2)開門電阻RON在保證門電路輸出為額定低電平的條件下，所允許RI的最小值稱為開門電阻。典型的TTL門電路RON2k。數(shù)字電路中要求輸入負載電阻RIRON或RIROFF，否則輸入信號將不在高低電平范圍內。振蕩電路則令ROFFRIRON使電路處于轉折區(qū)。,22,3.輸出特性,指輸出電壓與輸出電流之間的關系曲線。,(1)輸出高電平時的輸出特性,負載電流iL不可過大，否則輸出高電平會降低。,圖2-13輸出高電平時的輸出特性（a）電路（b）特性曲線,拉電流負載,23,圖2-14輸出低電平時的輸出特性（a）電路（b）特性曲線,(2)輸出低電平時的輸出特性,負載電流iL不可過大，否則輸出低電平會升高。,一般灌電流在20mA以下時，電路可以正常工作。典型TTL門電路的灌電流負載為12.8mA。,灌電流負載,24,2.3.4TTL反相器的其它參數(shù),1.平均傳輸延遲時間tp