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  • TTL反相器

    2021-03-01 13:38:32
    TTL反相器的电压传输特性如下图:TTL反相器输入端噪声容限:保证输出高低电平基本不变的条件下,输入电平的允许波动范围。 V OH_{OH}OH​(min) --输出高电平的最小值 V OL_{OL}OL​(max) --输出低电平的最大值 V IH...

    电路图如下:在这里插入图片描述具体参数为R1_1:4kΩ R2_2:1.6kΩ R3_3:1kΩ R4_4:130Ω
    VCC_{CC}=5V VIH_{IH}=3.4V VIL_{IL}=0.2V VON_{ON}=0.7V(开启电压)
    电路说明:当输入为低电压即0.2V时,T1_1管立即进入深度饱和状态,T2_2和T5_5管截止,T4_4管因通过电阻R2_2在其基极施加电源高电位,因而处于导通状态,输出端输出为高电平。当输入为高电压即3.4V时,T1_1管会进入反置状态(发射结反偏,集电结正偏),T2_2和T5_5管导通并且T5_5立即进入深度饱和状态,T2_2导通导致电源电压通过电阻R2_2的分压,使T4_4管基极电位降低而截止,输出端输出为低电平。

    TTL反相器的电压传输特性如下图:在这里插入图片描述TTL反相器输入端噪声容限:保证输出高低电平基本不变的条件下,输入电平的允许波动范围。
    VOH_{OH}(min) --输出高电平的最小值
    VOL_{OL}(max) --输出低电平的最大值
    VIH_{IH}(min) --输入高电平的最小值
    VIL_{IL}(max) --输入低电平的最大值
    输入为高电平时的噪声容限VNH_{NH} = VOH_{OH}(min)-VIH_{IH}(min)
    输入为低电平时的噪声容限VNL_{NL} = VIL_{IL}(max)-VOL_{OL}(max)

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  • TTL反相器的基本电路

    2020-07-14 07:08:03
    这需改变反相器输入电路和输出电路的结构,以形成TTL反相器的基本电路。 图2表示TTL反相器的基本电路,该电路由三部分组成,即BJTT1组成电路的输入级,T3、T4和二极管D组成输出级,以及由T2组成的中间级作为输出级...
  • TTL反相器特性

    2021-03-01 17:06:29
    当输入仅为低电平和高电平时,TTL反相器输入端等效电路如下:

    当输入仅为低电平和高电平时,TTL反相器输入端等效电路如下:在这里插入图片描述TTL反相器的输入特性如图:在这里插入图片描述TTL反相器高电平输出时等效电路和输出特性曲线如下在这里插入图片描述TTL反相器低电平输出时等效电路和输出特性曲线如下:在这里插入图片描述TTL反相器输入端负载特性如下图:在这里插入图片描述

    灌电流:当输出为低电平时,负载上的电流。
    拉电流:当输出端为高电平时,负载上的电流。
    扇出系数:前级门电路能带动后级相同门电路的个数。

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  • 带电阻负载的BJT反相器,其动态性能不理想。因而,在保持逻辑功能不变...图2表示TTL反相器的基本电路,该电路由三部分组成,即BJTT1组成电路的输入级,T3、T4和二极管D组成输出级,以及由T2组成的中间级作为输出级的...

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    带电阻负载的BJT反相器,其动态性能不理想。因而,在保持逻辑功能不变的前提下,可以另外加若干元器件以改善其动态性能,如减少由于BJT基区电荷存储效应和负载电容所引起的时延。这需改变反相器输入电路和输出电路的结构,以形成TTL反相器的基本电路。

    图2表示TTL反相器的基本电路,该电路由三部分组成,即BJTT1组成电路的输入级,T3、T4和二极管D组成输出级,以及由T2组成的中间级作为输出级的驱动电路,将T2的单端输入信号V12转换为互补的双端输出信号。以驱动T3和T4。

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    图2 TTL反相器的基本电路

    1.TTL反相器的工作原理

    (1)当输入为高电平,如vI=3.6V时,电源VCC通过Rb1和T1的集电结向T2、T3提供基极电流,使T2、T3饱和,输出为低电平,vo=0.2V。此时

    VB1=VBC1+VBE2+VBE3=(0.7+0.7+0.7)V=2.1V

    显然,这时T1的发射结处于反向偏置,而集电结处于正向偏置。所以T1处于发射结和集电结倒置使用的放大状态。由于T2和T3饱和,输出VC3=0.2V,同时可估算出VC2的值:

    VC2=VCES2+VB3=(0.2+0.7)V=0.9V

    此时,VB4=VC2=0.9V。作用于T4的发射结和二极管D的串联支路的电压为VC2-VO=(0.9-0.2)V=0.7V,显然,T4和D均截止,实现了反相器的逻辑关系:输入为高电平时,输出为低电平。

    (2)当输入为低电平,vI=0.2V时,T1的发射结导通,其基极电压等于输入低电压加上发射结正向压降,即

    VB1=(0.2+0.7)V=0.9V

    此时VB1作用于T1的集点结和T2、T3的发射结上,所以T2、T3都截止,输出为高电平。

    由于T2截止,VCC通过RC2向T4提供基极电流,致使T4和D导通,其电流流入负载。输出电压为

    vO≈VCC-VBE4-VD=(5-0.7-0.7)V=3.6V

    显然:输入为低电平时,输出为高电平。

    2.采用输入级以提高工作速度

    当TTL反相器输入电压由高(3.6V)变低(0.2V)的瞬间,VB1=(0.2+0.7)V=0.9V。但由于T2、T3原来是饱和的,它们的基区存储电荷还来不及消散,在此瞬间,T2、T3的发射结仍处于正向偏置,T1的集电极电压为

    VC1=VBE2+VBE3=(0.7+0.7)V=1.4V

    此时,T1的集电结为反向偏置,因输入为低电平时,T1的发射结为正向偏置,于是T1工作在放大区,这时产生基极电流iB1,其射极电流β1iB1流入低电平的输入端。集电极电流iC2≈β1iB1的方向是从T2的基极流向T1的集电极,它很快地从T2的基区抽走多余的存储电荷,使T2迅速地脱离饱和而进入截止状态。T2的迅速截止导致T4立刻导通,相当于T3的负载是个很小的电阻,使T3的集电极电流加大,多余的存储电荷迅速从集电极消散而达到截止,从而加速了状态转换。

    3.采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力

    图2采用了由T3、T4组成推拉式输出级。其中T4组成电压跟随器,T3为共射极电路,作为T4的射极负载。这种输出级的优点是,既能提高开关速度,又能提高带负载能力。

    TTL反相器的基本电路(一) TTL与非门电路

    图2所示的基本TTL反相器不难改变成为多输入端的与非门。它的主要特点是在电路的输入端采用了多发射极的BJT。器件中的每一个发射极能各自独立地形成正向偏置的发射结,并可促使BJT进入放大或饱和区。两个或多个发射极可以并联地构成一大面积的组合发射极。

    图3(a)说明采用多发射极BJT用作3输入端TTL与非门的输入器件。当任一输入端为低电平时,T1的发射结将正向偏置而导通,T2将截止。结果将导致输出为高电平。只有当全部输入端为高电平时,T1将转入倒置放大状态,T2和T3均饱和,输出为低电平。

    图3(b)为3输入端TLL与非门的逻辑符号。

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    图3 具有多发射级BJT的3输入端与非门电路(a)电路图(b)逻辑符号

    TTL反相器的基本电路(二)

    带电阻负载的BJT反相器,其动态性能不理想。在保持逻辑功能不变的前提下,可以另外增加若干元器以改善其动态性能,如减少由于BJT基区电荷存储效应和负载电容所引起的时延。这需改变反相器输入电路和输出电路的结构,以形成TTL反相器的基本电路。下图就是一个TTL反相器的基本电路。

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    该电路由三部分组成:

    由三极管T1组成电路的输入级;

    由T3、T4和二极管D组成输出级;

    由T2组成的中间级作为输出级的驱动电路,将T2的单端输入信号vI2转换为互补的双端输出信号vI3和vI4,以驱动T3和T4。

    TTL反相器的基本电路(三) usb转ttl电路图

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    TTL反相器的基本电路(四)

    为解决目前市场上销售的LED彩灯控制器闪烁频率不可调或不容易调的问题,设计出一种基于TTL电路的LED可调彩灯控制器,电路采用计数器和按钮开关作为手动档位控制,共有10档可调;配上译码器和数码管实现档位自动监测显示;由时间振荡电路和16通道多路复用器HCC4067BF组成可调定时器,可产生10组时钟振荡脉冲送入触发器DM74LS74AN;再由双D触发器74LS74作为分频器控制彩灯闪烁频率;通过实际组装电路调试,电路顺利实现了10个档位手动控制,通过改变LED彩灯闪烁频率,提高了LED彩灯控制性能和闪烁效果。

    LED彩灯控制器的基本结构如图1所示,主要由档位控制器、可调定时器、档位显示、分频器、彩灯电路等组成,档位控制器设有按钮开关,共有0~9档可供选择,且可不断循环;档位显示电路由数据选择器SN74LS247N和七段LED数码管组成,能监控、显示按钮开关动作;可调定时器选用多谐振荡器实现,可提供10组定时控制,分频器采用双D触发器74L574,进行二分频和四分频;彩灯电路选择不同颜色发光二极组合。

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    整个电路主要由档位控制、定时、档位显示、分频、彩灯等电路组成,电路设计如图所示。

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    TTL反相器的基本电路(五)

    TTL门电路工作速度相对于MOS较快,但由于当输出为低电平时T5工作在深度饱和状态,当输出由低转为高电平,由于在基区和集电区有存储电荷不能马上消散,而影响工作速度。

    改进型TTL与非门可能工作在饱和状态下的晶体管T1、T2、T3、T5都用带有肖特基势垒二极管(SBD)的三极管代替,以限制其饱和深度,提高工作速度改进型TTL与非门增加有源泄放电路。

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    TTL反相器的基本电路(六)

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    图1 TTL反相器组成的施密特触发器及其逻辑符号

    若图1电路中,TTL反相器可用CD4069,其引脚图如图2。

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    TTL反相器的阈值电压Vth≈VDD/2,R1R2,且输入信号vI为三角波,电路的参数如下:施密特触发器在输入信号正向增加时的阈值电压,称为正向阈值电压,用VT+表示。

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    得回差电压为△VT=VT+-VT-≈2(R1/R2)Vth

    上式表明,回差电压的大小可以改变R1、R2的比值来调节。电路工作波形及传输特性如图3所示。

    100d9d9cd87c9d70e3d78a733f17b801.png

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    一、三极管的基本开关电路



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