TTL电路,即晶体管-晶体管逻辑电路,是一种基于双极结型晶体管(BJT)的数字逻辑电路技术。TTL电路因其高速、中小规模集成度和相对较低的成本而广泛应用于数字系统和计算机硬件设计。
随着半导体技术的发展,TTL电路已经经历了多代产品的迭代,从最初的TTL到低功耗的LTTL,再到高速的STTL,每一代都在性能和功耗方面进行了优化。
TTL电路的基本原理是建立在两个晶体管组成的开关电路上。输入端接收电压信号,通过一个NPN型晶体管传递到输出端的另一个PNP型晶体管,最终输出一定的电压水平,表示逻辑“1”或“0”。
当输入为高电平时,即逻辑“1”,NPN晶体管导通,使得PNP晶体管的基极电压降低,从而PNP晶体管截止,输出为高电平。
反之,当输入为低电平时,即逻辑“0”,NPN晶体管截止,PNP晶体管导通,输出为低电平。这种设计使得TTL电路具有快速响应和较强的驱动能力。
在设计TTL电路时,工程师需要考虑以下几个关键因素:
1.电源电压:TTL电路通常需要5V的直流电源供电。电源的稳定性对电路的性能至关重要。
2.输入阈值:TTL电路的输入阈值大约在1.4V左右,高于这个阈值的输入被认为是逻辑“1”,低于这个阈值的输入被认为是逻辑“0”。
3.输出电平:TTL电路的输出电平通常在3.5V以上为逻辑“1”,在1.5V以下为逻辑“0”。
4.扇出能力:这是指TTL电路能够驱动的标准负载数量。扇出能力取决于电路的设计和负载电容。
5.速度与功耗:TTL电路的速度和功耗是设计中需要平衡的两个因素。高速的TTL电路往往功耗较大,而低功耗的TTL电路速度较慢。
TTL电路输入正确接线图
标准2输入TTL电路
下图为 2输入TTL与非门的电路图 。它有四个晶体管Q 1、Q 2、Q 3和Q 4。晶体管 Q 1在发射极侧有 两个输入端 。三极管 Q 3和Q 4组成输出端 ,称为图腾柱输出。
标准2输入TTL电路
2 输入 TTL 与非门的电路可能看起来很复杂。我们可以通过考虑 2 输入 NPN 晶体管的二极管等效来简化其操作,如下图所示。
标准2输入TTL电路
在图中, 二极管DA和DB代表晶体管Q 1的2输入发射极结 。二极管 DC代表晶体管 Q2的集电极-基极结。
当输入 A 和 B 均为低电平时,两个二极管均正向偏置。因此,由于电源电压 +V CC = 5 V 而产生的电流将通过 R 1 和两个二极管 D A 和 D B 流向地面。
电源电压在电阻 R 1中下降 ,不足以导通晶体管 Q 2。随着 Q 2打开,晶体管 Q 4也将截止。但是晶体管Q 3被拉高。由于 Q 3是射极跟随器,因此端子的输出也将为高电平,即 逻辑 1 。
当任何一个输入(A 或 B)为低时,具有低输入的二极管将正向偏置。将发生与上述相同的操作,在这种情况下,输出将为高电平。
当输入 A 和 B 均为高电平时,发射极-基极结处的两个二极管都将反向偏置。集电极-基极结处的二极管 D C正向偏置。它将打开晶体管 Q 2。随着Q 2导通,晶体管Q 4也将导通。
输出端的两个晶体管都将导通,因此终端输出将具有低电平,这被视为逻辑 0。
全部0条评论
快来发表一下你的评论吧 !