TTL反相器：TTL接地是高電平還是低電平？-KIA MOS管

TTL反相器的典型電路

T1：第一個(gè)管子作用與其他管子都不同，電源僅連到管子基極，這個(gè)三極管可以簡單看成是兩個(gè)并聯(lián)的二極管。而且因?yàn)樽笥沂遣⒙?lián)關(guān)系，兩邊電壓會(huì)相互牽制。

T2：第二個(gè)管子的開關(guān)控制了上下兩個(gè)電阻的壓降，起到一個(gè)分配作用。正是如此，這塊區(qū)域被稱為倒向級。

T4、T5：這兩個(gè)管子和CMOS反相器中兩個(gè)管子很相似，它們的開關(guān)直接決定輸出電壓。但它們又都是高電平觸發(fā)，需要T2管來控制，這一點(diǎn)與CMOS反相器不同。

TTL電路分析

在CMOS管中，我們通過分析柵極與源極(g-s)間的壓降確定管子的開關(guān)。在三極管中，我們也可以通過分析基極與發(fā)射極(b-e)間的壓降確定管子的開關(guān)。

輸入低電平（0.2V）

從左到右分別分析的是TTL中輸入級，倒向級和輸出級管子開啟情況

圖中紅線可以理解為電源電壓的“釋放”方向。在教材中，假設(shè)的是Vcc=5V，管子開啟電壓Von=0.7V。

1.輸入級：

T1管PN結(jié)受到的壓降為電源與輸入電壓之間的差值，這個(gè)差值是足夠大的，故基極與發(fā)射極導(dǎo)通。

基極與集電極本也應(yīng)導(dǎo)通，但后面還要經(jīng)過T2管，還需要一定電壓。而T1出來的左右電路是并聯(lián)關(guān)系，右端也只能分到和左端一樣的電壓，左端輸入為低電平，不足以使T2開啟。

所以電源只會(huì)選擇朝左“釋放”。

2.倒向級：

前面分析到，T2管b-e端無法獲取足夠壓降，故不能開啟。

3.輸出級：

因?yàn)門2的阻斷，電源想要“釋放”還只剩一個(gè)去處，就是T4管。T4的基極與發(fā)射極也能得到足夠壓降，所以T4管順理成章導(dǎo)通。

而T5管沒有壓降產(chǎn)生，不開啟。輸出端與電源連結(jié)，輸出高電平。

輸入高電平（3.4V）

1.輸入級：

和低電平情況一樣，T1管還是會(huì)導(dǎo)通。

不同的是，一開始左右兩端即b-e，b-c端都會(huì)導(dǎo)通。因?yàn)橛叶藟航惦m然還是由左端決定，但左邊輸入高電平時(shí)，右邊的T2管b-e端能夠獲取足夠壓降，因而導(dǎo)通。

電源電壓在T1處兵分兩路，兩邊都通行。

2.倒向級：

T2導(dǎo)通，這時(shí)電源電壓得到了新的“釋放”去路。T2的打開就像拉閘放水，使電壓順流而下。

3.輸出級：

①先分析T5，回看輸入級，T1出來的右端電路T1-T2-T5能分到和左端輸入一樣的壓降，因?yàn)檩斎氲氖歉唠娖?，這個(gè)電壓在開啟兩個(gè)pn結(jié)后還有富余，所以T5是必然導(dǎo)通的。

一旦T5開啟，T1右端的電路相當(dāng)于接了兩個(gè)串聯(lián)的二極管，壓降就固定了，而且低于高電平。

這時(shí)一個(gè)并聯(lián)電路出現(xiàn)電壓不相同的現(xiàn)象，按道理講輸入電壓會(huì)被拉低，但因?yàn)門1的存在，T1管b-e間壓降此時(shí)會(huì)低于開啟電壓，b-e通路關(guān)閉，將輸入和整個(gè)電路隔絕開來。

②再分析T4，注意到T2的開啟使T4的基極和發(fā)射極電壓產(chǎn)生變化。

綜合分析

T1管相當(dāng)于一個(gè)“閘門”，控制電源電壓走向。如果不希望這一路電壓影響電路，用低電平將這部分電壓引走；如果希望這一路電壓影響電路，用高電平將這部分電壓堵住。

T2管相當(dāng)于一個(gè)“游碼”，通過控制電壓分配來調(diào)節(jié)后方兩個(gè)管子的開啟情況，是真正實(shí)現(xiàn)輸出反向的地方。

T4、T5管就很明顯了，一個(gè)對應(yīng)高電平輸出，一個(gè)對應(yīng)低電平輸出。

比較難的點(diǎn)先是T1管，然后是T2管。T1管在高低電平下實(shí)現(xiàn)“一方通行”的效果，原理都是一樣的，一邊電壓被鉗制在較低的水平，另一邊就無法開啟。T1管是用來控制T2管開關(guān)的，而T2管的開關(guān)決定了輸出電平的高低。

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