由图可见 ,或非逻辑功用是对TTL与非门的结构改善而来,即用两个 三极管T
若两输入端为低电平,则T2A和T2B均将截止 ,iB3=0,输出为高电平。
调查下图所示的状况。当将图中所示的两个逻辑门的输出衔接在一起,并且当第一个门的输出为高电平(第一个门的T4导通),第二个门的输出为低电平(第二个门的T3导通)时,正如图中红线所示将出现一个大电流通道,很可能导致晶体管的损坏。
为了防止线与时的发生大电流,可以运用集电极开路门(简称OC门)来处理 。所谓集电极开路是指从TTL与非门电路的推挽式输出级中删去电压跟从器,如下图所示:
上拉电阻Rp的值能这样来核算,首要考虑OC门有必要驱动必定的拉电流或灌电流负载。有关这两类负载的概念前已评论,这儿依然适用 ,所不同的是驱动门是由多个TTL门的输出端直接并联而成。当OC门中的一个TTL门的输出为低电平 ,其他为高电平时,灌电流将由一个输出BJT(如T1或T2)承当 ,这是一种极限状况,此刻上拉电阻RP具有约束电流的作用。为确保IOL不超越额定值IOL(max),有必要合理选用RP的值。例如VCC=5V,RP=1kΩ,则IOL=5mA。
另一方面,因为门电路的输出、输入电容和接线电容的存在,RP的巨细必将影响OC门的开关速度。RP的值愈大,负载电容的充电时间常数亦愈大,因此开关速度愈慢。RP的最小值RP(min)可按下式来确认
例:设TTL与非门74LS01(OC)驱动8个74LS04(反相器),试确认一适宜巨细的上拉电阻RP,设VCC=5V。
由以上核算可知Rp的值可在985Ω至18.75kΩ之间挑选 。为使电路有较快的开关速度,可选用一规范值为1kΩ的电阻器为宜。
集电极开路门除了能完成多门的线与逻辑关系外,还可用于直接驱动较大电流的负载。
使用OC门虽然能轻松完成线与的功用,但外接电阻Rp的挑选要遭到必定的约束而不能获得太小,因此影响了作业速度。一起它省去了有源负载,使得带负载才能变弱。为坚持推拉式输出级的长处,还能作线与联接,人们又开发了一种三态与非门,它的输出除了具有一般与非门的两种状况,即输出电阻较小的高、低电平状况外,还具有高输出电阻的第三状况,称为高阻态,又称为制止态。
一个简略的TSL门的电路如上图所示。其间CS为片选信号输入端,A、B为数据输入端。
当CS=1时,TSL门电路中的T5处于倒置扩大状况 ,T6饱满,T7截止,即其集电极相当于开路。此刻输出状况将彻底取决于数据输入端A、B的状况,电路输出与输入的逻辑关系与一般与非门相同。这种状况称为TSL的作业状况。
当CS=0时T7导通,使T4的基极胁迫于低电平。一起因为低电平的信号送到T1的输入端,迫使T2和T3截止 。这样T3和T4均截止,门的输出端L出现开路,既不是低电平,又不是高电平 ,这便是第三作业状况。这样,当CS为高电平时,TSL门的输出信号送到总线 ,而当CS为低电平时,门的输出与数据总线断开,此刻数据总线的状况由其他门电路的输出所决议。
抗饱满TTL电路是现在传输速度较高的一类TTL电路。这种电路因为选用肖特基势垒二极管SBD钳位方法来到达抗饱满的作用 ,一般称为SBDTTL电路(简称STTL电路),其传输速度远比根本TTL电路为高。
(1)它和PN结相同,相同具有单向导电性,这种铝-硅势垒二极管导通电流的方向是从铝到硅。
(2)AL-SiSBD的导通阈值电压较低,约为0.4~0.5V ,比一般硅PN结约低0.2V。
依据前面的学习,咱们已知道,BJT作业在饱满时 ,发射结和集电结都处在正向偏置,集电结正向偏置电压越大,则标明饱满程度越深。
为了约束BJT的饱满深度,在BJT的基极和集电极并联上一个导通阈值电压较低的肖特基二极管,如下图所示。
当没有SBD时,跟着基级电压的升高,电流沿着蓝线方向活动。因为SBD的作用,当基级电压大于0.4V时, SBD首要电导通,电流沿着红线方向活动(如下图所示),从而使T的基极电流不会过大(并且使T的集电结正向偏压将被胁迫在0.4V左右),因此SBD起到反抗过饱满的作用,因此又将这种电路称为抗饱满电路,使电路的开关时间大为缩短。
下图为肖特基TTL(STTL)与非门的典型电路。与根本TTL与非门电路比较,作了若干改善。在根本的TTL电路中 ,T1、T2和T3作业在深度饱满区,管内电荷存储效应对电路的开关速度影响很大。现在除T4外,其他的BJT均选用SBD钳位,以到达显着的抗饱满作用。其次,根本电路中的一切电阻值这儿简直都折半。这两项改善导致门电路的开关时间大为缩短。因为电阻值的减小也必定会引起门电路功耗的添加。
(1)二极管D被由T4和T5所组成的复合管所替代,当输出由低电平向高电平过渡时,因为复合管电路的电流增益很大,输出电阻很小
(2)电路输入端所加的SBD—DA和DB,用来减小由门电路之间的连线而引起的杂散信号。
(3)根本电路中的Re2(1kΩ)改为由T6与Rc6、Rb6的组合电路所替代。这个组合电路是有源非线性电阻。当其两头的电压(发射极e2对地)较低时,出现很大的电阻,而当其两头的电压到达0.7V左右时,则出现很小的电阻。这样,当与非门的悉数输入端由低电平转向高电平时,有源电阻开端不导通使T3很快到达饱满;反之,当电路的悉数输入端(或其间之一)由高电平转向低电平时,T2和T3将截止,因为T3饱满时,VBE=0.7V,在转化开端的瞬间,有源电阻的阻值很小
T3基区存储的电荷经过此低阻回路很快散失。因为这个原因,有源非线性电路称为有源下拉电路 ,它与有源上拉电路是对应的 。意行将 VBE3从0.7 V很快拉到0V,从而使输出电压十分快升高,即提高了开关速度。
根据上述特色,STTL与非门具有较为抱负的传输特性。与根本TTL反相器的传输特性比较,C点不再存在了,由B点直接下降到D点,即传输特性改变十分峻峭,见下图。
除典型的肖特基型(STTL)外,尚有低功耗肖特基型(LSTTL)、先进的肖特基型(ASTTL),先进的低功耗型(ALSTTL)等,它们的技术参数各有特色,是在TTL工艺的开展过程中逐步形成的。