TTL集成逻辑门电路优化方案

3.4.1.1　TTL数字集成电路的系列

TTL数字集成电路54系列和74系列为国际上通用的标准电路，它们具有相同的电路结构和电气性能参数，它们的主要区别是电源电压和工作温度允许的范围不同。其中的CT54系列和CT74系列表示中国生产的TTL电路（CT的含义为：C为CHINA的缩写，T表示TTL电路）。

3.4.1.2　TTL与非门的主要参数

（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，UOH的典型值是3.6 V。产品规范值UOH≥2.4 V，标准高电平USH=2.4 V。

（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，UOL的典型值是0.3 V。产品规范值UOL≤0.4 V，标准低电平USL=0.4 V。

（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。

（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≈1.2 V。

（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≈1.0 V。

（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。(www.xing528.com)

3.4.1.3　TTL集成逻辑门电路的使用注意事项

1.电源电压

对于各种集成电路，使用时一定要在推荐的工作电压范围内，否则将导致性能下降或损坏器件。对于54系列，电源电压应满足VCC=5 V±10%，74系列应满足VCC=5 V±5%，不允许超出这个范围，电源的正极和地线不可接错。

2.输出端的连接

普通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VCC或直接接地。输出电流应小于产品手册上规定的最大值。三态输出门的输出端可并联使用，但同一时刻只能有一个门工作，其他门输出处于高阻状态。集电极开路门输出端可并联使用，但公共输出端和电源VCC之间应接负载电阻RL。

3.闲置输入端的处理

TTL集成门电路使用时，对于闲置输入端（不用的输入端）一般不悬空，主要是防止干扰信号从悬空输入端上引入电路，因为TTL电路输入端悬空时相当于输入高电平。所以，对于闲置输入端的处理以不改变电路逻辑状态及工作稳定性为原则，常用的方法如下。

（1）对于与非门的闲置输入端可直接接电源电压VCC，或通过的1～10 kΩ电阻接电源VCC，如图3.4.1（a）和（b）所示。

图3.4.1　闲置输入端的常用处理方法

（2）在外界干扰很小时，与非门的闲置输入端可以悬空使用，如图3.4.1（c）所示，但不允许接开路长线，以免引入干扰而产生逻辑错误。

（3）如前级电路驱动能力允许，可将闲置输入端与有用的输入端并联使用，如图3.4.1（d）所示。

（4）或非门不使用的闲置输入端应接地，如图3.4.1（e）所示；对与或非门中不使用的与门至少有一个输入端接地，如图3.4.1（f）所示。