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TTL反相器

ttl电路的基本环节

ttl反相器是ttl电路的基本环节。ttl集成逻辑门电路的输入和输出结构均采用半导体三极管，所以称晶体管—晶体管逻辑门电路，简称ttl电路。ttl反相器可以看成是改变了输入电路和输出电路结构的bjt反相器。

基本电路
概述图就是一个ttl反相器的基本电路。 　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。
原理
这里主要分析ttl反相器的逻辑关系,并估算电路中有关各点的电压，以得到简单的定量概念。
（1）当输入为高电平，如vi=3.6v时，电源vcc通过rbl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，如 vo=0.2v。此时 vb1=vbc1+vbe2+vbe3=（0.7+0.7+0.7）v=2.1v
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=vce2+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）当输入为低电平且电压为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的集电结和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
同样也实现了反相器的逻辑关系：输入为低电平时，输出为高电平。
主要参数
(1) 输出高电平uoh ：典型值为3v。 　(2) 输出低电平uol：典型值为0.3v。 　(3) 开门电平uon：一般要求uon≤1.8v。 　(4) 关门电平uoff：一般要求uoff≥0.8v。 　在保证输出为额定低电平的条件下，允许的最小输入高电平的数值，称为开门电平uon。 　在保证输出为额定高电平的条件下，允许的最大输入低电平的数值，称为关门电平uoff。 　(5) 阈值电压uth：电压传输特性曲线转折区中点所对应的ui值称为阈值电压uth（又称门槛电平）。通常uth≈1.4v。 　(6) 噪声容限（ unl和unh ）：噪声容限也称抗干扰能力，它反映门电路在多大的干扰电压下仍能正常工作。 　unl和unh越大，电路的抗干扰能力越强。
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