数电学习笔记19

教材：阎石《数字电子技术基础》（第五版） 高等教育出版社

视频教材：

3.5.4 TTL反相器的动态特性

一、传输延迟时间

(1) 由于二极管和三极管的开关动态特性，以及寄生电容等原因，理想的矩形电压信号加到TTL反相器的输入端时，输出电压的波形不仅比输入信号滞后，而且波形的上升沿和下降沿也将变坏。

(2) 传输延迟时间：输出电压波形滞后于输入信号波形的时间。其中输出电压由低变高的传输延迟时间tPLH，输出电压由高变低的传输延迟时间tPHL。

(3) 74系列TTL门电路中，输出级的T5管导通时工作在深度饱和状态，因此tPLH略大于tPHL。

 二、交流噪声容限

(1) TTL电路中存在三极管的开关时间和分布电容的充放电过程，因而输入信号状态变化时必须有足够的变化幅度和作用时间才能使输出状态改变。

(2) 交流噪声容限:门电路对宽度接近于门电路传输延迟时间的窄脉冲的噪声容限。

(3) TTL电路的交流噪声容限大于直流噪声容限。

三、电源的动态尖峰电流

(1) 输出电平不同时，从电源获取的电流也不一样。

(2) 图中电路在输出高电平和低电平时的电源电流ICCL如下：

(3) 动态情况下，特别是输出电压由低电平突然变成高电平的过渡过程中，由于T5原来工作在深度饱和状态，所以T4的导通必然先于T5的截止，这样就出现了短时间内T4和T5同时导通的状态，有很大的瞬时电流流经T4和T5，使电源电流出现尖峰脉冲。

(4) 输出电压由低电平变成高电平的过渡过程中，由于T4一般不工作在饱和状态，因此T4和T5同时导通的时间极短，不可能产生很大的瞬时电流，计算电源容量时可不考虑它的影响。

(5) 电源电流的最大瞬时值如下：

(6) 电源尖峰电流的影响：使电源的平均电流增加；形成一个系统内部的噪声源。

(7) 可将电源的尖峰电路视为三角波，持续时间为tPLH，那么一个周期内尖峰脉冲的平均值为IPAV=1/2 * f *（ICCM - ICCL）*tPLH ；

     如果每个周期中输出高、低电平的持续时间相等，在考虑电源动态尖峰电流的影响之后，电源电流的平均值将为ICCAV = 1/2 * （ICCH + ICCL）+ 1/2 * f *（ICCM - ICCL）*tPLH / T。