TTL电平分析

最新推荐文章于 2025-03-21 15:36:31 发布

lmx李一

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分类专栏：电平文章标签：单片机 stm32 嵌入式硬件

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本文详细解析了TTL电路的工作原理，包括提高开关速率、带载能力和抗干扰性的设计考量。介绍了TTL电路中三极管的状态，如T1的倒置放大状态在开关速度中的作用。此外，还探讨了T2和T4饱和导通的原因，并分析了电平门限的计算方法，明确了输入和输出电平的阈值范围。

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1.TTL电路基本原理

要实现输出电平在0/1之间变换，需要三极管的数量最少只需要一个，而TTL电路使用了4个三极管，用较多的器件去实现相同的功能，必定要有性能上的提升，否则这种电路设计就是一种浪费。对于TTL电路而言，使用成倍的器件需要换来的性能包括以下几点：

提高开关速率
提高带载能力
提高抗干扰性

图1

TTL电路如图1所示，当输入A/B有一个为低电平时（假设为0V），T1管的基极被钳位到0.7V，不足以使得T2、T4管导通，所以T2的集电极电位为高，T3导通，Vout输出为高。当A/B输入都是高电平时（假设为3.6V），则T1的基极电压为4.3V，该电压可以使T2、T4饱和导通，从而T1的基极电位被钳位在2.1V（三个PN结的压降），T4导通后，T4的基极电位为0.7V，T2此时为饱和导通，导致T3的基极电位大概为1V左右，这个电压不足以使得T3和二极管D同时导通，故Vout输出为低电平。

在TTL电路中，使用推挽输出目的时为了增强带载能力；二极管D可以砸T4导通时，防止T3导通导致T3、T4直通；T2的设置主要是为了给T3、T4提供驱动。在Vout由低变高时，T2的基极电荷在T1的作用下被迅速抽走，关断比较快，T2关断，T3即打通。但是T4的基极电荷只能通过R4放