本文主要是TTL门电路，TTL是三极管-三极管逻辑（Transistor-Transistor Logic的简称）

门电路的上两篇见：

数字电路（2）门电路（一）
数字电路（3）门电路（二）

文章目录

一、双极性三极管的开关特性
- 1、双极性三极管结构
- 2、输入输出特性
- 3、三极管基本开关电路
- 4、三极管开关电路等效电路
- 5、动态开关特性
二、TTL反相器
- 1、电路结构和工作原理
- 2、电压传输特性
- 3、输入端噪声容限
- 4、静态输入特性和输出特性
三、其他的TTL门电路
- 1、TTL与非门
- 2、集电极开路（OC门）
- 3、三态输出（TS门）

一、双极性三极管的开关特性

1、双极性三极管结构

有NPN和PNP两种，工作时有电子和空穴两种载流子参与导电，此类三极管就称为双极性三极管（Bipolar Junction Transistor，简称BJT）。

2、输入输出特性

输入特性指的是输入电流与输入电压之间的关系，Von是开启电压，一般硅管0.5-0.7V，锗三极管0.2~0.3V

把CE看作输出，输出特性指是Vce和Ic的关系，共有三个工作区。

放大区：Ic随Ib成正比的变化，几乎不受Vce变化影响。电流放大系数B=Ic/Ib，一般三极管B值在几十到几百；
饱和区：Ic不再更随Ib的变化而变化，趋于饱和，硅三极管饱和区的Vce约0.6~0.7V；
截止区：Ic几乎为0，只有极小的反向穿透电流Iceo流过，一般1uA以下；

3、三极管基本开关电路

Vi=0，三极管截止，Vo≈Vcc；
Vi=1，三极管导通，Vo=0；Ib=(Vi-Von)/Rb，Vo=Vce=Vcc-IcRc=Vcc-BIbRc

4、三极管开关电路等效电路

很简单啊，电路缺点：输入高电平时，Vcc会全部加在Rc上，导致功耗大；输入低电平时，三极管截止，输出的电阻很大（等于Rc）

5、动态开关特性

Ic的变化滞后于Vi的变化，所以Vo的变化滞后于Vi的变化，在高速开关电路中，我们就需要考虑这个滞后特性。

二、TTL反相器

1、电路结构和工作原理

A=0，T1导通，T2截止，T4导通，T5截止，Y=1
A=1，T1截止，T2导通，T4截止，T5导通，Y=0；其中需要注意，在A=1，也就是Vi=3.4V时，T1刚开始是导通的，因为B电压大于E电压，所以集电极电压为3.4V，3.4V会使T2和T5都导通，T2和T5导通后，T2和T5的BE电压都为0.7V，会将T1的集电极电压钳位在1.4V，所以T1的基极会钳位在2.1V，不会是4.1V，这就和T2和T5导通矛盾了，T1的基极2.1V，相当于T1的BC之间的PN结正偏（集电极正偏），因为基极2.1V，发射极3.4V，所以最后T1截止了。

2、电压传输特性

1、AB段，Vi很小，T1导通，T2截止，T5截止，T4导通，所以Vo是高电平，Vo的值等于VCC减去（落在R2上的电压+T4的Vbe+D2的导通压降），所以在3.4V左右；
2、BC段，0.7<Vi<1.3V，所以T2导通，T5截止。T2工作在放大区，随着Vi的增加，Vc2和Vo线性的下降；
3、CD段，输入电压升高至1.4V，T2和T5都会导通，T4截止，Vo变为0；

3、输入端噪声容限

同CMOS反相器一样，TTL反相器也有噪声容限，也很好理解。

4、静态输入特性和输出特性

输入特性

输入特性指的是输入电流和输入电压之间的关系。

输出特性

高电平输出特性

Vo=RL*Vcc/(RL+Ron)，在RL减小（负载电流增大）时，Vo会减小。

低电平输出特性

Vo=Ron*Vcc/(Ron+RL)，负载电流增大，也就是RL减小，Vol会升高。

输入端负载特性

Vi=Rp*(Vcc-Vbe)/(R1+Rp)，将分子分母同时除以Rp，我们发现，随着Rp增大，Vi也会增大，当Vi增大到1.4V时，be2和be5同时导通，T1的基极会被钳位在2.1V，Vi也就不变了。

三、其他的TTL门电路

1、TTL与非门

T1是双发射极的三极管。（A=B=0）/（A=0，B=1）/（A=1，B=0），T2和T5都是截止，Y=1；A=B=1时，T2和T5导通，Y=0；

下图是多发射极三极管的等效电路。

2、集电极开路（OC门）

OC门可以参考CMOS中的OD门，其实是一个道理。

两个OC门的输出直接相连也可以组成线与结构。

3、三态输出（TS门）

EN=1，P=1，二极管D不通，Y=（AB）’
EN=0，P=0，T2和T5会截止，同时二极管D导通，T4的基极电压被钳位在0.7V，T4截止，此时Y是高阻态。
综上：EN=1时，电路正常工作，称EN控制端高电平有效。

数字电路（4）门电路（三）相关推荐

数字电路可控门电路原理（三态/同相/反相、缓冲/驱动电路）
说明:我将数字电路分成普通门.可控门和记忆门三大类别. 普通门电路,对输入信号是被动传输的.而可控门电路,则有一定的主动权,输入信号到了"门口",是放行(正常传输),还是阻止(处于 ...
数字电路反相器符号_数字电路器件——门电路——与门电路、或门电路、非门电路及实例...
门电路是数字电路中最基本的逻辑单元.它可以使输出信号与输入信号之间产生一定的逻辑关系.在数字电路中,信号大都是用电位(电平)高低两种状态表示,利用门电路的逻辑关系可以实现对信号的转换. 最基本的门电路 ...
数字电路器件——门电路——与门电路、或门电路、非门电路及实例
门电路是数字电路中最基本的逻辑单元.它可以使输出信号与输入信号之间产生一定的逻辑关系.在数字电路中,信号大都是用电位(电平)高低两种状态表示,利用门电路的逻辑关系可以实现对信号的转换. 最基本的门电路 ...
数字电路是如何搭建的
数字电路,用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路,由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所有又称数字逻辑电路.数字电路内部集成了各种门电路.触发器,故又称为数字集成电路,门电路和触发器构成各种 ...
HCIA-Intelligent Computing 题目汇总
HCIA-Intelligent Computing 计算产业发展简史及趋势学完本课程后,您将能够: 描述计算产业发展简史及趋势了解处理器芯片基本分类了解异构计算的基本知识学完本章之后,您将能够 ...
嵌入式硬件开发基础（持续更新）
电阻理论基础电阻的定义电荷在导体中运动时,形成电流.导体中的分子.原子等其他粒子阻碍电荷移动,进而阻碍电流这种阻碍作用,我们称之为电阻. 欧姆定律经典公式:I=U/RI=U/RI=U/R 交换 ...
【数字逻辑与数字系统设计】应对期末考（更新于2022/4/15）
目录第一章绪论 1.1 数字信号与数字电路一.模拟量/模拟信号/数字量/数字电路二.数字电路的表示方法 1.2 数制和码制一.数制基础概念二.重要的数制三.不同数制之间的转换(考点) 四 ...
电器学计算机吗,你的维修之路为什么艰难你永远不懂——给跟师傅学电器电脑维修的朋友的一封信...
原文:我初中文化,学习家电非常吃力.刚开始连万用表都不会使用,连电饭煲都不会维修,师父很失望,但我从来不放弃.目前已学习3个月,吃了很多苦,万用表会使用了,电饭煲,洗衣机,微波炉,电磁炉,电风扇,燃气 ...
c语言周期性矩形脉冲,模拟电子技术讲义
电子技术 (本资料来自于互联网,最终解释权以及文献所有权归原作者所有,在此对作者表示感谢,有些数据有错误,欢迎大家指出) 绪论 I. 电子技术发展史电子技术的出现和应用,使人类进入了高新技术 ...
初学者怎么入门单片机？玩哪款单片机容易？
很多初学者想学习单片机,但是却不知道怎么入门,该从何学起. 下面根据本人的经验说说看法,入门之后学习起来并不是很难,反而是一件很有趣的事情,可以根据自己的想法实现很多功能,自己动手DIY设计项目. 第 ...

数字电路（4）门电路（三）