1_基本逻辑门电路(TTL与非门)

什么是逻辑门电路逻辑门电路的注意事项实现基本和常用逻辑运算的电子电路叫逻辑门电路。

那么你对逻辑门电路了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是逻辑门电路的内容，希望大家喜欢!逻辑门电路的简介定义最基本的逻辑关系是与、或、非，最基本的逻辑门是与门、或门和非门。

实现“与”运算的叫与门，实现“或”运算的叫或门，实现“非”运算的叫非门，也叫做反相器，等等。

逻辑门是在集成电路(也称：集成电路)上的基本组件。

组成逻辑门可以用电阻、电容、二极管、三极管等分立原件构成，成为分立元件门。

也可以将门电路的所有器件及连接导线制作在同一块半导体基片上，构成集成逻辑门电路。

简单的逻辑门可由晶体管组成。

这些晶体管的组合可以使代表两种信号的高低电平在通过它们之后产生高电平或者低电平的信号。

作用高、低电平可以分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的1和0，从而实现逻辑运算。

常见的逻辑门包括“与”门，“或”门，“非”门，“异或”门(也称：互斥或)等等。

逻辑门可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。

类别逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。

所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。

门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。

基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。

逻辑门电路按其内部有源器件的不同可以分为三大类。

第一类为双极型晶体管逻辑门电路，包括TTL、ECL电路和I2L电路等几种类型;第二类为单极型MOS逻辑门电路，包括NMOS、PMOS、LDMOS、VDMOS、VVMOS、IGT等几种类型;第三类则是二者的组合BICMOS门电路。

常用的是CMOS逻辑门电路。

1、TTL全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。

TTL主要有BJT(Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管)和电阻构成，具有速度快的特点。

实验一基本逻辑关系与基本门电路一、实验目的（1）掌握TTL与非门、异或门、或门等输入与输出之间的逻辑关系。

（2）熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。

（3）掌握数字电路实验系统仪器的使用方法。

（4）掌握TTL门电路间的相互转换。

（5）掌握用数字表逻辑档检测TTL门电路好坏的方法。

二、实验器材（1）实验仪器：数字电路实验箱、稳压电源、万用表；（2）实验器件：74LS00、74LS04、74LS08、74LS32、74LS86、74LS55各一片。

三、实验原理1．基本逻辑关系与基本逻辑门在数字逻辑电路中，研究的主要问题是输入信号的状态和输出信号的状态之间的关系，也就是所谓的逻辑关系，基本逻辑关系有三种，即与、或、非。

几乎所有的电路功能都是这三种逻辑关系的组合。

实现这些基本逻辑关系的电路就是逻辑门，所以最基本的逻辑门是“与门”、“或门”、“非门”。

下面用三种控制指示灯开关电路来分别说明三种基本逻辑关系。

开关的闭合或断开为条件是否具备，灯的亮灭作为事件是否发生，开关和灯之间的因果关系，即为逻辑关系。

实现与逻辑关系的电路称为与门。

最简单的与门可以由二极管和电阻组成。

只有决定一件事情的全部条件都具备了，这件事情才会发生的逻辑关系称作逻辑与，或者称作逻辑乘。

为了便于理解它的含义，来看一个简单的例子。

如图1-1所示，图1-1为一照明电路，灯亮这件事，只有在两个开关A、B同时闭合时，灯Y才会亮，否则灯就不会亮。

如果把开关闭合作为条件，把灯亮作为结果，那么灯亮与开关之间是一种与逻辑关系。

图1-2为它的逻辑符号。

如果用“1”表示开关闭合，“0”表示开关断开；用“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，则可以得到描述开关与灯亮之间与逻辑关系的图表，如表1-1所示，这种图表称作逻辑真值表，简称为真值表。

表1-1 与逻辑真值表A B Y0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 01由表1-1可知，Y 与A 、B 之间的关系是：只有当A 和B 都是1时，Y 才为1；否则Y 为0。

TTL与非门一、逻辑功能：多发射极晶体管T1为输入极，晶体管T2为反相极，晶体管T4、晶体管T5组成的推拉式电路为输出极。

由于该电路的输入和输出均为晶体管结构，所以称为三极管—三极管逻辑电路（Transistor-transistor Logic），简称TTL电路。

该电路与单个三极管反相器相比，其最大优点是持续速度快（由截止到饱和或由饱和到截止持续快，延迟时间大为缩小）。

该电路具有与非运算功能，即。

现对其逻辑功能分析如下：设v cc=5V，输入高电平1，v IH=3.4V，低电平0，v IL=0.2V，pN结开启电压v ON=0.7V。

（1）两个输入端中有一个为低电平如v IL=0.2V，A=0，则T1发射结导通，v B1= v IL+v ON=0.9，这与另一个输入端B的输入状态无关。

即无论B=0，1，或悬空都有v B1=0.9V。

因为v B1=0.9V，T2、T5就一定截止，T4则导通。

为什么?假设T2、T5导通，则T2的基极电流是由T1集电结注入的。

T2、T5导通时，T2的基极电位v B2=1.4V，T1的基极电位v B1 =v B2＋0.7V=2.1V，这与v B1 =0.9V相矛盾。

所以，当A=0，v B1 =0.9V时，T2、T5一定截止。

因为T2截止，T4就可以通过R2获得基极电流而导通。

因为A=0（v IL=0.2V）时，T5截止，T4导通，所以输出端为高电平Y=1（v OH为v cc－v DI－v R4－v ces4 3.6V）。

对该电路的两个输入端A，B，无论为00，01，10还是A=0，B端悬空或A端悬空，B=0，这五种输入组合都有v B1 =0.9V，T5截止，T4导通，Y=1是共同的结果。

（2）当两个输入端均为高电平A=B= v IH=3.4V时，v B1 =2.1V，T2、T5导通，T4截止，Y=0，T1发射结处于反相偏置状态。

T1发射结不可能导通。

因为如果导通，v B1 =4.1V，而v B1达到2.1V时，T2、T5导通，v B1被钳在2.1V。

ttl门电路逻辑表达式摘要：1.TTL 门电路简介2.TTL 门电路逻辑表达式3.TTL 门电路的逻辑功能4.TTL 门电路的应用领域正文：1.TTL 门电路简介TTL（Transistor-Transistor Logic，晶体管- 晶体管逻辑）门电路是一种数字逻辑电路，它主要由晶体管构成，广泛应用于计算机科学和电子工程领域。

TTL 门电路具有速度快、噪声抑制能力强、功耗低等优点，是数字电路设计中的重要组成部分。

2.TTL 门电路逻辑表达式TTL 门电路有多种类型，常见的有与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。

每种门电路都有相应的逻辑表达式：- 与门：Y = A & B- 或门：Y = A | B- 非门：Y = A- 与非门：Y = A & B- 或非门：Y = A | B- 异或门：Y = A ^ B其中，"&"表示与运算，"|"表示或运算，""表示非运算，"^"表示异或运算。

3.TTL 门电路的逻辑功能TTL 门电路根据逻辑表达式实现不同的逻辑功能，例如：- 与门：当输入A 和B 同时为1 时，输出Y 为1；否则，输出Y 为0。

- 或门：当输入A 和B 至少有一个为1 时，输出Y 为1；当输入A 和B 同时为0 时，输出Y 为0。

- 非门：将输入A 的逻辑值取反，即当A 为1 时，输出Y 为0；当A 为0 时，输出Y 为1。

- 与非门：当输入A 为1 且输入B 为0 时，输出Y 为1；当输入A 为0 或输入B 为1 时，输出Y 为0。

- 或非门：当输入A 为0 且输入B 为1 时，输出Y 为1；当输入A 为1 或输入B 为0 时，输出Y 为0。

- 异或门：当输入A 和B 的逻辑值相同时，输出Y 为0；当输入A 和B 的逻辑值不同时，输出Y 为1。

4.TTL 门电路的应用领域TTL 门电路广泛应用于计算机科学、通信技术、自动控制等领域。

实验一逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试一、实验目的1、了解TTL与非门各参数的意义。

2、掌握TTL与非门的主要参数的测试方法。

3、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。

4、学习TTL基本门电路的实际应用。

5、了解CMOS基本门电路的功能。

6、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。

二、实验仪器三、实验原理(一) 逻辑门电路的基本参数用万用表鉴别门电路质量的方法：利用门的逻辑功能判断，根据有关资料掌握电路组件管脚排列，尤其是电源的两个脚。

按资料规定的电源电压值接好（5V±10%）。

在对TTL与非门判断时，输入端全悬空，即全“1”，则输出端用万用表测应为0.4V以下，即逻辑“0”。

若将其中一输入端接地，输出端应在3.6V左右（逻辑“1”），此门为合格门。

按国家标准的数据手册所示电参数进行测试：现以手册中74LS20二-4输入与非门电参数规范为例，说明参数规范值和测试条件。

TTL与非门的主要参数空载导通电源电流ICCL （或对应的空载导通功耗PON）与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。

ICCL是指输入端全部悬空（相当于输入全1），与非门处于导通状态，输出端空载时，电源提供的电流。

将空载导通电源电流ICCL乘以电源电压就得到空载导通功耗PON ，即 PON= ICCL×VCC。

测试条件：输入端悬空，输出空载，VCC=5V。

通常对典型与非门要求PON＜50mW，其典型值为三十几毫瓦。

2、空载截止电源电流ICCh （或对应的空载截止功耗POFF）ICCh是指输入端接低电平，输出端开路时电源提供的电流。

空载截止功耗POFF为空载截止电源电流ICCH 与电源电压之积，即 POFF= ICCh×VCC。

注意该片的另外一个门的输入也要接地。

测试条件： VCC =5V，Vin=0，空载。

对典型与非门要求POFF＜25mW。

通常人们希望器件的功耗越小越好，速度越快越好，但往往速度高的门电路功耗也较大。

实验十七 TTL 集成与非门一、实验目的l ．熟悉TTL 集成与非门的外形和管脚引线。

2．熟悉TTL 集成与非门的逻辑功能及其电压传输特性。

3．学习用集成与非门组合成其它逻辑门电路的方法。

二、实验原理简述门电路是组成逻辑电路的最基本单元，而TTL 集成电路是工业上常用的数字集成器件。

在TTL 系列产品中，除了与非门以外，常用的还有与门、或门、或非门等。

在这些基本的逻辑门电路中，与非门是组成这些门电路的最基本的环节，而其它各种类型的门电路都是在与非门的基础上派生而得的。

我们可以用与非门组合成各种逻辑功能的门电路，所以熟悉与非门的工作原理很有必要。

1、本实验中采用型号为74LS00和74LS10集成与非门元件，元件的引脚排列如图1-17-1所示，74LS00集成元件内含有四组独立的二输入端与非门，74LS10内含有三组独立的三输入端与非门，其公用电源端都为7．14脚、7脚接地，14脚接电源十5V 电压。

（a ）74LS00二输人端四与非门 （b ）74LS10三输人端三与非门图l -17-l 与非门管脚图描述与非门输入、输出关系的逻辑表达式是：B A F ⋅=、C B A F ⋅⋅= 。

在正逻辑的前提下（以后实验都采用正逻辑，不再说明）输入端只要一个为低电平，输出就为高电平。

在实际使用时，事先要对与非门进行简易测试。

将集成元件接上+5V 直流电源，按其真值表分别在其输入端加入高、低电平，用万用表分别测出输出端的电平值，根据测量数据判断与非门的好坏。

也可将逻辑电平加入输入端，用发光二极管（LED ）显示输出端的状态来判断。

集成与非门的电压传输特性，指的是与非门输出电压0U 随输入电压I U 变化的关系曲线[])(0I U f U =,如图1-17-2（a ）所示。

通过它可以得到与非门的一些重要参数。

测试传输特性最简单的方法是把直流电压通过电位器分压后加在与非门的输入端，如图1-17-2(b)所示。

用万用表逐点测出对应的输入、输出电压，然后绘制成曲线。