详细分析ttl与非门电路各部分功能区别_详细分析TTL与非门电路各部分功能

TTL与非门(TTL推挽式与非门)是一种TTL集成逻辑门，主要由三极管和二极管组成。如图(a)所示，由输入级、中间级、输出级三部分组成。TTL与非门的优点是输出阻抗低，负载能力强，工作速度快。下面我们来详细分析一下电路各部分的功能。

规定输入输出电位低于0.8V，高于2V更高。电路三极管为NPN型，NPN三极管(T1为多发射极NPN三极管)的结构如图(b)所示。一般来说，三极管有以下特点：

VBE为0.7V时，表示发射极结施加正向偏置电压，三极管导通；当VBE为0.7V时，称发射极结施加反向偏置电压，晶体管截止。

VBC为0.4V时，称集电极结施加正向偏置电压；当VBC为0.4V时，集电极结施加反向偏置电压。

三极管导通时，BE之间的压降为0.7V，电路满足电流关系：Ie=Ib Ic。

三极管有四种工作状态：

1、放大区：发射极结加正向偏置电压，集电极结加反向偏置电压。此时满足电流关系：IC= IB。是电流放大系数，一般在50-200之间。电流关系用等效电流源表示，Ic与施加在集电极的电压无关，但随Ib的微小变化而显著变化。

2、饱和区：发射极结加正向偏置电压，集电极结加正向偏置电压。此时VCE 《0.3V（VBC=VB- VC= VE+0.7-VC》 0.4V)。电流关系为IC“IB”，可以理解为滑动变阻器的阻值达到最小值，但IC= IB不能作。

3、截止区：发射极结和集电极加反向偏置电压，三极管截止，集电极和发射极等效为开路。

4、反型区：发射极结施加反向偏压，集电极结施加正向偏压。此时三极管倒置，发射极相当于原集电极，集电极相当于原发射极。它也有自己的放大、饱和、截止状态。

让我们言归正传：

一、当A和B中至少有一个处于低电平时(发射极E的输入电压小于0.7V)，由于T1的基极通过R1与电源相连，T1导通(假设T1关断，电路开路，VB1=5V，发射极有正向偏置电压，则T1导通)，导通电压降至0.7V，因此基极导通。

电势被箝位在VB1 1.5V(电压降的低电平)。假设T2截止，相当于T1的集电极端和T2的基极之间开路，使得VB2《0.8V(发射极电位)。

如果要开启T3，T2也要同时开启，VB2至少要1.4V(串联两个晶体管的压降)，和之前分析的VB2矛盾，所以T2和T3都关断。

T2被切断后，T2的集电极与电源之间出现开路，T4的基极通过R2与电源相连。所以T4导通(导通分析同T1)，压降1.4V(三极管压降二极管压降)，T3关断，不接地，所以Y5-1.4=3.6V，是高电平。

二、当A和B都处于高电平时，假设此时发射极结电压为正偏置。此时由于T2和T3导通(假设不导通，T1的集电极端和T2的基极之间存在开路，VB2等于A和B的高电平，大于1.4V的导通压降，所以导通)，所以VB1箝位在2.1V(0.7V 3)。

在这种情况下，发射极结的电压反向。但是集电极结仍然是正偏置。因此，当输入高电平时，T1处于反相区域。

然后分析T1(现在作为发射极)的集电极电流。由于倒置，现在的公式变成：IC=ibie“IB。Ib=(5-VB1)/4k=3.9/4k1mA .因此，T2的基极电流约为1mA。假设T2位于放大区域，集电极结电流等于Ib，理论上为。

至少应该有50mA，但事实上，通过粗略计算