20、晶体管 - 晶体管逻辑电路详解

晶体管 - 晶体管逻辑电路详解

1. 晶体管 - 晶体管逻辑概述

晶体管 - 晶体管逻辑（TTL）是最常用的双极型逻辑系列。实际上，存在许多不同的TTL系列，它们在速度、功耗和其他特性方面各有不同。本文的电路示例基于具有代表性的低功耗肖特基（LS或LS - TTL）TTL系列。

TTL系列使用的逻辑电平与前面提到的TTL兼容CMOS系列基本相同。在讨论TTL电路行为时，我们对LOW和HIGH的定义如下：
- LOW：0 - 0.8伏特
- HIGH：2.0 - 5.0伏特

2. 基本TTL与非门

2.1 电路结构

两输入LS - TTL与非门（型号为74LS00）的电路图如图3 - 75所示。该与非门功能是通过将二极管与门和反相缓冲放大器相结合实现的。为了更好地理解电路的工作原理，可将其分为以下三个部分：
- 二极管与门和输入保护 ：图3 - 75中的二极管D1X、D1Y和电阻R1构成了二极管与门。钳位二极管D2X和D2Y在正常工作时不起作用，但能将输入上的不良负偏移限制在单个二极管压降范围内。这种负偏移可能在输入从HIGH到LOW转换时由于传输线效应而出现。
- 分相器 ：晶体管Q2和周围的电阻构成分相器，用于控制输出级。根据二极管与门在VA处产生的是“低”电压还是“高”电压，Q2要么截止，要么导通。
- 输出级 ：输出级有两个晶体管Q4和Q5，任何时候只有一个导通。TTL输出级有时也被称为图腾柱或推挽输出。类似于CMOS中的p沟道和n沟道晶体管，Q4和Q5分别为HIG