插装与调试OC门CT74L03的“线与”功能multisim元件对照表
项⽬⼆逻辑门电路基础
任务⼀插装与调试OC 门CT74L03的“线与”功能
【学习⽬标】
1. 熟悉集电极开路门（OC 门）的逻辑功能
2. 掌握OC 门的电路原理
3. 掌握由CT74LS03实现的线与功能电路的仿真调试【任务引⼊】
在TTL 门电路中，输出级三极管的集电极是开路的，称为集电极开路门，简称OC 门。集电极开路门可以线与，即将多个OC 门的输出端连接起来。本节课的任务即是掌握由TTL 集电极开路门电路CT74LS03构成的线与功能逻辑电路。
【相关知识】⼀、TTL 集成门电路
TTL 门电路是三极管-三极管逻辑门电路，这是把电路元件都制作在同⼀块硅⽚上的电路。具有负载能⼒强
、抗⼲扰能⼒强、转换速度⾼的优点。 1. TTL 与⾮门（1）TTL 与⾮门电路
图2-1-1 TTL 与⾮门典型电路
电路结构：
1）该电路由输⼊级、中间级和输出级组成 2）输⼊级由多发射极晶体管VT1和电阻Rb1组成
3）中间级由晶体管VT2和电阻Rc2和Re2组成，VT2的集电极得到反向的信号驱动VT4，VT2的发射极得到同向的信号驱动三极管VT5
4）输出级回路由VT4、VT3和电阻Rc4及⼆极管VD 组成
（2）TTL 与⾮门电路⼯作原理
1）输⼊端全为⾼电平时：如u A =u B =u C = 3.6V ，则u B1=2.1V ，VT 2、VT 3导通，VT 4截⽌。输出端的电位为：u O =U CES ＝0.3V ，输出Vo 为低电平。如图2-1-2所⽰。
2）输⼊有低电平时：如u A =0.3V ， u B = u C =3.6V ，则u B1=0.3+0.7=1V ，VT 2、VT 3截⽌，VT 4导通。忽略i B4，输出端的电位为：u o ≈5―0.7―0.7＝ 3.6V ，
输出Vo 为⾼电平。如图2-1-3所⽰。
3）真值表如下：逻辑功能为：2. TTL 与⾮门举例—74LS00
图2-1-4 74LS00引脚排列图
⼆、集电极开路与⾮门（OC 门）
上⾯讲到的普通TTL 与⾮门，由于采⽤了推拉式输出电路，因此其输出电阻很低，使⽤时输出端不能长久接地或与电源短接，因此不能直接让输出端与总线相连，即不允许直接进⾏上述“线与”。
图2-1-2输⼊全为⾼电平时的情况
图2-1-3输⼊有低电平时的情况
Y =
多个普通TTL与⾮门电路的输出端也不能连接在⼀起后上总线。因为，当它们的输出端连接在⼀起上到总线上，只要有⼀个与⾮门的输出为⾼电平时，这个⾼电平输出端就会直接与其它低电平输出端连通⽽形成通路，总线上就会有⼀个很⼤的电流I c由⾼电平输出端经总线流向低电平输出端的门电路，该门电路将因功耗过⼤⽽极易烧毁。解决的办法：集电极开路，称为集电极开路的与⾮门，简称OC门。
1.电路结构与逻辑符号
图 2-1-5 OC门电路结构与逻辑符号
OC门在使⽤时，应根据负载的⼤⼩和要求，合理选择外接电阻R C的数值，并将R C和电源U CC连接在OC门的输出端。2. 功能与应⽤
（1）功能：实现正常的逻辑功能、提⾼输出驱动负载的能⼒、转换TTL到其他电平、实现“线与”功能。外接上拉电阻R的取值范围为⼏百⾄⼏千欧，接⼊外接电阻
R后：
1）A、B不全为1时，u B1=1V，T2、T3截⽌，Y=1。
2）A、B全为1时，u B1=2.1V，T2、T3饱和导通，Y=0。
（2）应⽤：
1）实现线与
图2-1-6 OC门电路线与
两个或多个OC门的输出信号在输出端直接相与的逻辑功能，称为线与。⾮OC门
不能进⾏这种线与，否则容易破坏门电路。
线与的逻辑功能表达式为：2）驱动显⽰器
CD
AB
Y
Y
Y?
=
=2
1
图2-1-7 OC门电路驱动负载
上图是⽤OC门驱动发光⼆极管的显⽰电路，该电路只有在输⼊全为⾼电平时，输出才为低电平，发光⼆极管导通发光，否则输出⾼电平，发光⼆极管熄灭。
3）实现电平转换
图2-1-8 OC门电路电平转换
上图是⽤OC门实现的电平转换器，输⼊A、B的信号来⾃于TTL与⾮门的输出电平，它输出的⾼电平可以适应下⼀级电路对⾼电平的要求。输出的低电平仍为0.3V。
三、TTL数字集成电路及主要参数
1.TTL系列集成电路
（1）74：标准系列，前⾯介绍的TTL门电路都属于74系列，其典型电路与⾮门的平均传输时间tpd＝10ns，平均功耗P＝
10mW。
（2）74H：⾼速系列，是在74系列基础上改进得到的，其典型电路与⾮门的平均传输时间tpd＝6ns，平均功耗P＝22mW。
（3）74S：肖特基系列，是在74H系列基础上改进得到的，其典型电路与⾮门的平均传输时间tpd＝3ns，平均功耗P＝
19mW。
(4) CT74L低功耗系列,⼜称LTTL系列，电路的平均功耗约为lmW／门，平均传输
延迟约为33ns／门。
（5）CT74S肖特基系列,⼜称STTL系列。其平均传输延迟时间为3ns／门，平均功耗约为19mW。
（6）CT74LS低功耗肖特基系列,⼜称LSTTL系列。其平均传输延迟时间为9.5ns ／门，平均功耗约为2mW／门。
2.TTL与⾮门主要参数
（1）输出⾼电平UOH：TTL与⾮门的⼀个或⼏个输⼊为低电平时的输出电平。产品规范值UOH≥2.4V，标准⾼电平USH＝2.4V。
（2）⾼电平输出电流IOH：输出为⾼电平时，提供给外接负载的最⼤输出电流，超过此值会使输出⾼电平下降。IOH表⽰电路的拉电流负载能⼒。
（3）输出低电平UOL：TTL与⾮门的输⼊全为⾼电平时的输出电平。产品规范值UOL≤0.4V，标准低电平USL＝0.4V。
（4）低电平输出电流IOL：输出为低电平时，外接负载的最⼤输出电流，超过此值会使输出低电平上升。IOL表⽰电路的灌电流负载能⼒。
（5）扇出系数NO：指⼀个门电路能带同类门的最⼤数⽬，它表⽰门电路的带负载能⼒。⼀般TTL门电路NO≥8，功率驱动门的NO可达25。
（6）最⼤⼯作频率fmax：超过此频率电路就不能正常⼯作。
（7）输⼊开门电平UON：是在额定负载下使与⾮门的输出电平达到标准低电平USL 的输⼊电平。它表⽰使与⾮门开通的最⼩输⼊电平。⼀般TTL门电路的UON≈1.8V。
（8）输⼊关门电平UOFF：使与⾮门的输出电平达到标准⾼电平USH的输⼊电平。
它表⽰使与⾮门关断所需的最⼤输⼊电平。⼀般TTL门电路的UOFF≈0.8V。（9）⾼电平输⼊电流IIH：输⼊为⾼电平时的输⼊电流，也即当前级输出为⾼电平时，本级输⼊电路造成的前级拉电流。
（10）低电平输⼊电流IIL：输⼊为低电平时的输出电流，也即当前级输出为低电平时，本级输⼊电路造成的前级灌电流。
（11）平均传输时间tpd：信号通过与⾮门时所需的平均延迟时间。在⼯作频率较⾼的数字电路中，信号经过多级传输后造成的时间延迟，会影响电路的逻辑
功能。
（12）空载功耗：与⾮门空载时电源总电流ICC与电源电压VCC的乘积。
3.TTL集成电路逻辑门电路的使⽤注意事项
（1）关于电源等：对于各种集成电路，使⽤时⼀定要在推荐的⼯作条件范围内，否则将导致性能下降或损坏器件。
（2）关于输⼊端：数字集成电路中多余的输⼊端在不改变逻辑关系的前提下可以并联起来使⽤，也可根据逻辑关系的要求接地或接⾼电平。TTL电路多余的
输⼊端悬空表⽰输⼊为⾼电平（3）关于输出端：具有推拉输出
结构的TTL门电路的输出端不允许直接并联使⽤。输出端不允许直接接电源V CC或直接接地。
4．74LS03介绍
（1）电特性
74LS03为集电集开路输出的四组2输⼊端与⾮门（OC门），双列直插封装，其主要的典型值如下：
电源电压=7V
输⼊电压=5.5V
A－B间电压=5.5V
（2）逻辑图及功能表
引出端符号：
1A－4A 输⼊端
1B－4B 输⼊端
1Y－4Y 输出端

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