(iv) 分立元件和 TTL 栅极电路

首先有几点需要知道：

1. 低电位钳位：通过不同的路算得一节点的不同电压，实际电压为其中的最小值，再根据这个最小值计算其他路的参数。（感觉理解不透彻，先记下）
2. 计算中，由于三极管基极的电流很小，其电流，包括基极上电阻的压降，经常忽略。
3. 判断晶体管是否开启：
   （1）锗：U_be ≥ 0.2V ；
   （2）硅：U_be ≥ 0.7V。
   小于开启电压则晶体管截止。
4. 判断晶体管是否饱和：
   （1）通过电压：U_be ≥ U_ce，认为饱和；
   （2）通过电流：I_B ≥ I_BS，其中 I_BS 为饱和基极电流，一般为 80uA，实际考虑十倍以上，即当 I_B ≥ 0.8mA，认为完全饱和。
5. 晶体管（硅）状态约定值：
   （1）导通包括饱和导通 U_be = 0.7V；
   （2）饱和时 U_ce = 0.3V。

分立元件门电路

1. 与门电路

2. 或门电路

3. 非门电路

分立元件门电路原理很简单，利用管子基本原理和低电位钳位就能明白。

集成TTL门电路

上图是与非门电路，是最基本的，其低电平约定为 0.3V，高电平约定为 3.6V。
注：三极管 T₁ 属于倒置接法，输入端接在发射集，可以不当成三极管，就当成两个二极管来看。

1. 当 A，B，C 有 0 存在，则根据钳位 T₂，T₅ 截止，所以T₃，T₄ 导通，并且 T₃ 的基极电流很小，可以忽略不计， R₂ 的压降忽略不计，就可算出输出电压为 5 - 0.7 - 0.7 = 3.6V，电流向外输出，成为 拉电流。
   

   

   存在低电平，输出高电平

2. 当 A，B，C 全为1， 则根据钳位 T₂，T₅ 导通，T₁ 等效的右侧二极管导通，左侧二极管截止，故ABC端只有漂移电流流进，输入漏电流 I_IH 很小，从多发射极流入,每个最大 40uA。计算 I_R1 可知 T₂ 饱和，故 U_C2 = 0.7 + 0.3 = 1，故T₃ 导通，T₄ 截止，注意忽略 T₃ 基极电流，算得 T₅ 基极电流可知其饱和，就可得出输出电压为 0.3V，电流向内流入，成为 灌电流。
   

   

   全为高电平，输出低电平

懂得了原理，对于TTL的特性曲线就显而易见，不必过多解释。

电压传输特性

输入端噪声容限：
（1）V_NH = V_IH(min) - V_OH(min) = 2 - 2.4 = -0.4V
（2）V_NL = V_IL(max) - V_OL(max) = 0.8 - 0.4 = 0.4V

输入伏安特性

根据电路容易知道，悬空时，相当于接高电平：Vi=1.4V。
低电平输入时，其他悬空端的电压都与这个低电平相同。

输入端负载特性

输出端低电平负载特性

灌电流增大，输出电压也增大
TTL系列的最大灌电流为 I_OLMAX = 16mA

输出端高电平负载特性

灌电流增大，输出电压减小
TTL系列的输出高电平电流为 I_OHMAX = 400uA

将门电路级联，前后级会相互影响，通过输入输出端电流，可以计算扇出系数 N

低电平输入电流 I_IL ≤1.6 mA
高电平输入电流 I_IH ≤40 uA
低电平输出电流 I_OL ≤16 mA
高电平输出电流 I_OH ≤0.4 mA
低电平输出电压 V_OL ≤0.4V (10个负载)
高电平输出电压 V_OH ≥2.4V (10个负载)

OC门

普通与非门输出不能直接连在一起实现“线与”！
如果两个逻辑门的输出端并联，一个高电平输出，另一个低电平输出，这个门的输出管电阻很小，导致高电平门有很大的拉电流流出，灌入低电平的输出管，从而使输出电压超过规定的逻辑电平。

注：OC门必须外接电阻 R_C 和电源 V_CC才能正常工作。
下图为 R_C 的计算方法，要注意，这里的情况是右侧的门电路，一个门对应一个输入端口，如果一个门有多个输入端口，公式就要修改，I_IH 要乘以总的端口数，I_IL 乘以总的门数。

三态门

第三态为高阻态，四个三极管全截止，二极管导通。相当于输出端悬空了。