典型TTL与非门的工作原理

1. TTL与非门

图1为TTL与非门的典型电路，该电路可分为输入级、中间级和输入级三个部分。

图1 典型TTL与非门

由于输入级和输出级均由晶体管组成，故称为晶体管——晶体管逻辑电路，简称TTL电路。又因为在晶体管中参与导电的有两种极性的载流子，故这种电路属于双极性电路。

图2 多射极晶体管的结构及等效电路                                

①         输入级  TTL与非门的输入级由多射极晶体管 和基级电阻 组成。多射极晶体管的结构如图及其粗略的等效电路如图2。由图可见，它实现了输入变量 、 、 的与运算，所以输入级相当于一个与门。

②         中间级  中间极由 、 和 组成，它是一个电压分相器，在 的发射极与集电极上分别得到两个相反的电压，以满足输出级的需要。

③         输出级  输出极采用推拉式结构反相器，因其具有较强的负载能力。

2. 工作原理

当输入端全为高电平时， 的各个BE结都不导通，而BE结相当于一个正向导通的二极管，给 提供基极电流，使 导通，进而 导通， 和 截止， 输出低电平。 ~ 各极电位如下表所示。

当输入端有一个为低电平（0.3V）时， 中相应的BE结导通， 的基极电位为 V+0.7V=1V，它不能使 的BC结和 的BE结正向导通，因此 和 截止, 和 导通， 输出高电平。 ~ 各极电位如下表所示。

根据表1和表2可列出该电路输入、输出电平关系，如表3（a）所示，其相应的真值表如3（b）所示，该电路在逻辑上实现了三变量与非运算， ，因此它是一个三输入与非门。