文档介绍：第四章晶体管-晶体管逻辑(TTL)电路
信息工程学院
李薇薇
******@hebut.
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一般的TTL与非门
标准TTL与非门(四管单元)
特点:
输入级——多发射极晶体管,在电路的截止瞬态(由输出低电平转向高电平时),Q1管可反抽Q 2管基区中的过剩少子,使电路的平均传输延迟时间下降,从而提高了电路的工作速度。
输出级——采用图腾柱结构(Q3—D和Q5轮流导通),使电路的功耗下降。
版图设计上,可以把Q5和D设计成一个复合管,共用一个隔离岛。
标准54/74(T1000)系列TTL与非门
Q5和D复合版图和剖面图
简易TTL与非门
一、简易TTL与非门存在的问题
1、电路输入端抗干扰能力太小它的低电平噪声容限VNML。~,噪声稍微大一点,电路逻辑功能就要错乱。
2、电路输出端负载能力太弱,它的扇出N0大约为2到3。这是因为它的输出管基极驱动电流太小,虽然可以减小R1以增大IB2,但R1减小后,IIL也将增大,,电路功耗还将增加。
3、由于多射极管的反抽作用,电路截止延迟时间有了改善,但因IB2太小,电路导通延迟时间改善不大。
总结:虽然它不能作为单块电路使用,但它线路简单,所占版图面积小,在TTL中大规模集成电路中有着重要应用。
二、四管单元的优势
1、电路抗干扰能力增强
因为在Q1、Q5之间增加的Q2管,它的发射结相当于一个起电平位移作用的二极管,它使电路低电平噪声容限VNML提高了一个结压降。
2、电路负载能力增强
(1)Q2管的作用,它把Q1管的基流先放大再驱动输出管Q5
(2)有源负载的作用。因为Q5和Q3构成推挽输出(又称图腾柱输出):
电路导通时:V0为低,Q5导通,Q3截止;
电路截止时,V0为高,Q5截止,电源通过R5和导通的Q3驱动负载。
(3)Q5基极驱动电路增大了,电路的导通延迟得到了改善。
3、二极管D的作用
电路导通时:Q2,Q5饱和,输出V0=VOL,这时Q2的集电极和输出之间的电位差为
这使Q3和D不能同时导通,所以D是一个电平位移二极管,确保Q2,Q5饱和时,Q3截止。
54H/74H五管单元与非门