1.1 电路结构
1.2 工作原理
1.2.1 电路关态分析
1.2.2 电路开态分析
2 电路的电压传输特性-电路E-M模型
2.1 输入全部短接时电路特点及电流分析
2.2 列电压传输方程(2-1)——(2-6)式
2.3 电压传输曲线及分析
3 简易TTL与非门电路主要参数
3.1 电路静态参数
3.1.1 与抗干扰能力有关的参数
3.1.2 与带负载能力有关的参数
3.1.3 与静态功耗有关的参数
3.2 电路瞬态参数
3.2.1 电路瞬态等效电路及特性
3.2.2 引入的瞬态参数 (定义、分析、计算)
4 简易TTL与非门的改进
4.1 简易TTL与非门存在的问题
4.2 四管单元TTL与非门
4.3 五管单元TTL与非门
课程重点:简易TTL与非门是TTL门电路的基础门,是构成TTL集成电路的基本单元。更复杂的与非门及更复杂的若干其它功能的门电路均由简易TTL与非门扩展而形成,它们的功能也可由简易TTL与非门功能说明或者由简易TTL与非门功能扩展来说明。所以,本节是第二章的重点。在本节中,简易TTL与非门的静态电路分析和静态参量定义.分析.求取是重点,同时要兼顾电路的瞬态特性。在分析静态电路时 ,要注意两个稳态(静态)中简易TTL与非门各元器件工作状态的不同;在分析参量时,电路的电压传输特性是分析与抗干扰能力有关参数的基础,而与带负载能力有关的参数及与静态功耗有关的参数的分析则与特定的电路构成状态有关。 在本节中,还讨论了简易TTL与非门存在的抗干扰能力不强;带负载能力很弱和工作速度不高三个缺点,同时介绍了为改进简易TTL与非门性能而引入的四管单元TTL与非门;而四管单元TTL与非门改善了简易TTL与非门性能但静态功耗过大,为改善了简易TTL与非门性能又要消除四管单元TTL与非门的不足,引入了五管单元TTL与非门电路;因为电路结构上的原因(输出管均带有基极泄流电阻R3),四管单元TTL与非门和五管单元TTL与非门仍存在问题,本节又设想了改进方案。
课程难点:简易TTL与非门的静态电路分析,简易TTL与非门的与抗干扰能力有关参数的定义与分析,简易TTL与非门的与带负载能力有关参数的定义与分析,简易TTL与非门的与静态功耗有关参数的定义与分析;简易TTL与非门的瞬态等效电路及分析,简易TTL与非门的瞬态参数的定义与分析。简易TTL与非门存在问题的分析讨论,引入了四管单元TTL与非门电路对简易TTL与非门性能的改进分析讨论以及四管单元TTL与非门仍存在问题的分析,引入了五管单元TTL与非门电路对简易TTL与非门和四管单元TTL与非门性能的改进分析讨论以及四管单元TTL与非门和五管单元TTL与非门电路仍存在问题的分析,对电路性能改进的设想。
基本概念:
1 电路的关态-指电路的输出管处于截止工作状态时的电路状态,此时在电路输出端可得到 VO=VOH,电路输出高电平。
2电路的开态-指电路的输出管处于饱和工作状态时的电路状态,此时在输出端可得到 VO=VOL,电路输出低电平。
3 电路的电压传输特性-指电路的输出电压VO随输入电压Vi变化而变化的性质或关系(可用曲线表示,与晶体管电压传输特性相似)。
4 输出高电平VOH-与非门电路输入端中至少一个接低电平时的输出电平。
5 输出低电平VOL-与非门电路输入端全部接高电平时的输出电平。
6 开门电平VIHmin-为保证输出为额定低电平时的最小输入高电平(VON)。
7关门电平VILmax-为保证输出为额定高电平时的最大输入低电平(VOFF)。
8 逻辑摆幅VL-输出电平的最大变化区间,VL=VOH-VOL。
9 过渡区宽度VW-输出不确定区域(非静态区域)宽度,VW=VIHmin-VILmax。
10 低电平噪声容限VNML-输入低电平时,所容许的最大噪声电压。其表达式为 VNML=VILmax-VILmin=VILmax- VOL(实用电路)。
11高电平噪声容限VNMH-输入高电平时,所容许的最大噪声电压。其表达式为 VNMH=VIHmax-VIHmin=VOH- VIHmin(实用电路)。
12 电路的带负载能力(电路的扇出系数)-指在保证电路的正常逻辑功能时,该电路最多可驱动的同类门个数。对门电路来讲,输出有两种稳定状态,即应同时考虑电路开态的带负载能力和电路关态的带负载能力。
13 输入短路电流IIL-指电路被测输入端接地,而其它输入端开路时,流过接地输入端的电流。
14输入漏电流(拉电流,高电平输入电流,输入交叉漏电流)IIH-指电路被测输入端接高电平,而其它输入端接地时,流过接高电平输入端的电流。
15 静态功耗-指某稳定状态下消耗的功率,是电源电压与电源电流之乘积。电路有两个稳态,则有导通功耗和截止功耗,电路静态功耗取两者平均值,称为平均静态功耗。
16 瞬态延迟时间td-从输入电压Vi上跳到输出电压Vo开始下降的时间间隔。Delay-延迟。
17瞬态下降时间tf-输出电压Vo从高电平VOH下降到低电平VOL的时间间隔。Fall-下降。
18 瞬态存储时间ts-从输入电压Vi下跳到输出电压Vo开始上升的时间间隔。Storage-存储。
19 瞬态上升时间tr-输出电压Vo从低电平VOL上升到高电平VOH的时间间隔。Rise-上升。
20瞬态导通延迟时间tPHL-(实用电路)从输入电压上升沿中点到输出电压下降沿中点所需要的时间。
21 瞬态截止延迟时间tPLH-(实用电路)从输入电压下降沿中点到输出电压上升沿中点所需要的时间。
22 平均传输延迟时间tpd-为瞬态导通延迟时间tPHL和瞬态截止延迟时间tPLH的平均值,是讨论电路瞬态的实用参数。
基本要求:熟知简易TTL与非门电路结构及电路工作原理,了解在静态电路分析时,为何给出三个假定。能独自进行简易TTL与非门电路的关态分析和开态分析;熟悉简易TTL与非门电路的电压传输特性及特性曲线,了解曲线对应各部分的工作条件及与电路性能的关系;了解电路主要静态工作参数的定义.分析和求取;了解电路的主要瞬态参数及参数的定义区间。清楚地知道简易TTL与非门在应用于集成电路中时存在的问题,并了解为改进简易TTL与非门而引入的四管单元TTL与非门的电路结构,电路特性及对简易TTL与非门性能的改进;了解引入的五管单元TTL与非门的电路结构,电路特性及对简易TTL与非门性能和四管单元TTL与非门性能的改进。了解四管单元TTL与非门和五管单元TTL与非门仍存在的问题及与存在的问题相对应的电路结构的缺陷,设想改进存在问题的方法。