與非門(mén)電路原理

??? 輸入級(jí)由多發(fā)射極三極管T1和電阻R1構(gòu)成?？梢园裈1的集電結(jié)看成一個(gè)二極管，而把發(fā)射結(jié)看成與前者背靠背的兩個(gè)二極管。這樣，T1的作用和二極管與門(mén)的作用完全相同。
??? 倒相級(jí)由三極管T2和電阻R2、R3構(gòu)成。通過(guò)T2的集電極和發(fā)射極，提供兩個(gè)相位相反的信號(hào)，以滿足輸出級(jí)互補(bǔ)工作的要求。
輸出級(jí)是由三極管T3、T4，二極管D和電阻R4構(gòu)成的“推拉式”電路。當(dāng)T3導(dǎo)通時(shí)，T4和D截止；反之T3截止時(shí)，T4和D導(dǎo)通。倒相級(jí)和輸出級(jí)的作用等效于邏輯非的功能。
????輸入端A、B中至少有一個(gè)為0。設(shè)A端為0，其電位約0.3 V；其余為l，其電位約為3.6 V。T1對(duì)應(yīng)于輸入端接低電位的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，設(shè)發(fā)射結(jié)的正向?qū)妷簽?.7 V，此時(shí)T1的基極電位為：
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?????該電壓作用于T1管的集電結(jié)和T2、T3的發(fā)射結(jié)，顯然不可能使T2和T3導(dǎo)通，所以T2和T3均處于截止?fàn)顟B(tài)。由于T2截止，其集電極電位接近于電源電壓U_CC，因而使T4和D導(dǎo)通，所以輸出端Y的電位為：
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????它實(shí)現(xiàn)了“輸入有低，輸出為高”的邏輯關(guān)系。
輸入端A、B全為1(設(shè)電位約為3.6 V)。UCC通過(guò)R1、T1的集電結(jié)向T2提供基極電流，使T2飽和，從而進(jìn)一步使T3飽和導(dǎo)通。輸出端Y的電位為：
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??? 它實(shí)現(xiàn)了“輸入全高，輸出為低”的邏輯功能。此時(shí)T2的集電極電位為:
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T4、D必然截止。
????綜上所述，當(dāng)T1發(fā)射極中有任一輸入為0時(shí)，Y端輸出為1；當(dāng)T1發(fā)射極輸入全1時(shí)，Y端輸出為0。實(shí)現(xiàn)了與非門(mén)的功能。在使用TTL電路時(shí)要注意輸入端懸空問(wèn)題。當(dāng)T1發(fā)射極全部懸空時(shí)，電源UCC仍能通過(guò)R1和T1集電結(jié)向T2提供基極電流，致使T2和T3導(dǎo)通、T4和D截止，Y端輸出為0。當(dāng)T1發(fā)射極中有0輸入，其余懸空時(shí)，則仍由0輸入的發(fā)射極決定了T2和T3截止、T4和D導(dǎo)通，Y端輸出為1。由此可見(jiàn)，TTL電路輸入端懸空相當(dāng)于1。
???(2)．主要外部特性參數(shù)
??? 參數(shù)是我們了解TTL電路性能并正確使用的依據(jù)，下面僅就反映TTL與非門(mén)電路主要性能的幾個(gè)參數(shù)作簡(jiǎn)單介紹。
????1⁰輸出高電平U_OH 。
與非門(mén)至少有一個(gè)輸入端接低電平時(shí)，輸出電壓的值稱(chēng)為輸出高電平UOH。產(chǎn)品規(guī)范值為U_OH≥2.4 V。
????2⁰ 輸出低電平U_OL 。
與非門(mén)所有輸入端都接高電平時(shí)，輸出電壓的值稱(chēng)為輸出低電平UOL。產(chǎn)品規(guī)范值為U_OL≤0.4 V。
????3⁰ 扇出系數(shù)No 。
門(mén)電路的輸出端所能連接的下一級(jí)門(mén)電路輸入端的個(gè)數(shù)，稱(chēng)為該門(mén)電路的扇出系數(shù)No，也稱(chēng)負(fù)載能力。一般No≥8。
????4⁰ 平均傳輸延遲時(shí)間tpd 。
??? 在與非門(mén)輸入端加上一個(gè)脈沖電壓，則輸出電壓將對(duì)輸入電壓有一定的時(shí)間延遲，從輸入脈沖上升沿的50%處起到輸出脈沖下降沿的50%處的時(shí)間叫做上升延遲時(shí)間tpd1；從輸入脈沖下降沿的50%處到輸出脈沖上升沿的50%處的時(shí)間叫做下降延遲時(shí)間tpd2。平均傳輸延遲時(shí)間tpd定義為tpd1與tpd2的平均值，即：
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????平均傳輸延遲時(shí)間是衡量與非門(mén)開(kāi)關(guān)速度的一個(gè)重要參數(shù)，此參數(shù)值愈小愈好。除了與非門(mén)外，TTL門(mén)電路還有與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)等多種不同功能的產(chǎn)品。如圖8-17所示介紹的是幾種常用的TTL門(mén)電路芯片。