对TTL反相器的一些原理的整理

知识总结

Posted by Kingtous on July 3, 2019

对TTL反相器的一些原理的整理

图片如图所示(来自电子发烧友)

图1

定性分析

  • 当输入是低电平(0.2V)

    $T_1$的基极电流$i_{B1}$流入发射极,也就是说从反相器的输入端流出,所以$i_{B2}$约等于0,所以$T_2$截止,$T_5$也截止,$T_4$和$D_2$将导通,输出高电平

  • 当输入是高电平(3.6V)

    $T_1$倒置,也就是说发射极和集电极颠倒,$i_{B1}$流入$T_2$基极,使得$T_2$饱和导通,$T_5$亦然,$T_4$和$D_2$截止,输出低电平

定量分析

  • 当输入是高电平(3.6V)时

    如不考虑$T_2$,$T_5$的存在时,$T_1$的基极电位将会是4.3V,但由于有$T_2$,$T_5$的存在,$T_1$的基极电位会被嵌在2.1V,这时$T_2$,$T_5$都是导通的,而且还是饱和导通的状态(偏置电流较大的原因吧,导致饱和导通),故$V_{c2}$=0.7+0.2=0.9V(0.2V为饱和压降,即集电极会比发射极高0.2V),0.9V的电压是不足以使$T_4$导通的(至少要2x0.7V=1.4V),因此$T_4$截止,Y的输出电压就是0.2V了($T_5$的发射极电位为0,集电极则为0.2V,还是因为饱和压降),是低电平。

    图2,和图1相同

  • 当输入是低电平(0.2V)时

    发射结导通,基极电流流入发射极,$v_{B1}$($T_1$的基级电位)等于输入的低电平+0.7V=0.9V,而导通T2和T5分别需要0.7+0.7=1.4V和0.7+0.7+0.7(T1的集电结+T2的发射结+T5的发射结)=2.1V,所以$T_2$和$T_5$截止。所以$T_2$相当于一个无穷大的电阻,压降无穷大,所以$T_4$的基极电位可看作5V,在经过发射结和$D_2$时分别下降0.7V,故$v_0$为5-0.7-0.7=3.6V,输出高电平。

动画演示(Youtube):30s动画

参考

  • 发烧友