TTL门电路的改进.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,2-3 TTL,门电路的改进,一、简易,TTL,门的缺点,抗干扰能力太小,负载能力太弱,速度慢,要改进之处：,提高静态参数，能稳定工作,提高速度,功耗（优值）,二、五管单元电路,在输入管和输出管之间增加了,R,2,，,T,2,，,R,3,，这使,T,5,的基极电流得到提高,用,T,3,，,T,4,，,R,4,，,R,5,组成的射随器作为,T,5,的集电极负载,T,2,的发射结相当于一个起电平位移作用的二极管，理论上可使,V,NML,提高一个结压降，但由于,R,3,的存在，,V,NML,并不能增加,0.7V,当,I,R2,R,2,大到一定程度时，,V,OH,就不符合要求了（,BC,段,）,这表明,V,i,不可能太高，即,V,iL,不可能达到,1.3,1.4V,另外，,R,3,在导通瞬间分流了部分,I,E2,，使下降时间延长,三、六管单元电路,特点：用,R,b,，,R,C,，,T,6,组成的有源泄放网络取代,R,3,。,从,T,1,的集电极到地至少经过两个,PN,结，因此，,V,iL,提高到,1.3,1.4V,，使,V,NML,上升到,1.0,1.1V使,BC,段消失，传输曲线接近矩形。,T,6,的导通和截止都比,T,5,晚，加速了,T,5,的导通和截止，使电路速度提高。,浅饱和电路。,四、,STTL,和,LSTTL,电路,1,、提高,TTL,电路速度的关键：,增加基极驱动电流，又要降低饱和深度,它们是矛盾的：,I,B5,T,5,迅速饱和,导通延迟时间,存贮电荷,截止延迟时间,如掺金,空穴寿命,存贮时间,漏电流,2,、,肖特基势垒二极管（,SBD,）的抗饱和作用,SBD:,利用金,-,半接触势垒的整流特性制成,特点：,A:,正向压降低：为,0.3,0.4V,（,0.7V,）,B:,开关时间短：,SBD,是多子导电器件，反向恢复时间,1ns,（,30ns,）,C:,反向击穿电压高：达,20,30V,（,6V,）,D:,反向漏电流大，为,1uA,3,、,SBD,三极管制作：在基极和集电极间并接一个,SBD,，就形成了,SBD,三极管,4,、抗饱和原理,当,NPN,管工作在正向有源区或截止区时，,bc,结反偏，,SBD,截止，并不影响晶体管的工作,当,NPN,管饱和时，其集电结正偏，饱和越深，正偏越厉害。如果超过了,SBD,的阈值，,SBD,导通，于是基极驱动电流被分流，直接进入集电极。同时，,BC,结电压将被箝位在,SBD,的阈值电压，这使晶体管不可能深饱和。,若,NPN,管反向应用，则,SBD,使之集电结电压为,0.3,0.4V,，因此，,反,必然下降，这对减小,IiH,也是有利的。,5,、,STTL,电路,把六管单元电路中可能进入饱和的,NPN,管都加上,SBD,，就构成了,STTL,电路。,T,4,不会饱和，没有必要加。,优点：,速度,多射极管的反向漏电流,寄生,PNP,管效应,缺点：,V,OL,SBD,漏电流较大，使,bc,结漏电流,集电结电容,工艺要求较高，成品率,6,、,LSTTL,电路,电路结构：,输入级,中间级,输出级,输入级,优点：,a,、,SBD,是多子器件，导通电压,低，比多发射管更快,b,、,SBD,反向漏电流比多发射管,的输入漏电流小得多,c,、,SBD,反向击穿电压在,10V,以上，,不用的输入端可接到,V,CC,上,缺点：少了一个,PN,结（,BC,结），低电,平抗干扰能力下降,改进：,a,、加上电位平移二极管,D,L,，使,低电平噪容提高一个,SBD,的正向压降，同时加,D,11,和,D,21,为,T,2,提供泄放通道,b,、引入纵向,PNP,管作为输入管,输出级：,由,T,3,，,T,4,，,T,5,，,R,4,，,R,5,，及,D,o1,，,D,o2,组成,特点：,R,4,由接地改为接输出端，并增加,D,o1,，,D,o2,中间级,:,由,R,2,，,T,2,，,R,b,，,R,c,，,T,6,组成,功耗,I,CCL,I,CCH,2-4 TTL,门电路的逻辑扩展,前面讲了,TTL,门电路的基本单元是与非门，扩展后可构成其他门电路，扩展的方法有二种：,1,、将“与非门”直接级连进行扩展。,2,、在与非门内部进行扩展,一、非门,又称为反相器,，,A F,，,F,A,，,显然单输入端的与非 门就是非门。,二、与门,与非门再加一级反相器,，,F,AB,AB,，,F,A,B,左图中与非门是三管单元，,D,1,是保证,T,3,饱和输出低电平而设的,三、与或非门,四、或门,五、异或门：,AB,相同为低，相异为高,F=AB+AB=A,+,B,变换后,F=AB+A+B,可由一个与门，一个或非门再进行一次或非构成,六、,OC,门：（集电极开路门）,七、三态门：,在原有两种输出状态的,基础上，增加一个高阻态。,