晶體管－晶體管邏輯

　　晶體管－晶體管邏輯（英語：Transistor-Transistor Logic，縮寫為TTL），是市面上較為常見且應(yīng)用廣泛的一種邏輯門數(shù)字集成電路，由電阻器和晶體管而組成。TTL最早是由德州儀器所開發(fā)出來的，現(xiàn)雖有多家廠商制作，但編號命名還是以德州儀器所公布的資料為主。其中最常見的為74系列。

　　與TTL分庭抗禮的是CMOS，舊時兩者相比較TTL主要是速度快，CMOS則是速度慢，但省電、成本比TTL低。隨著CMOS技術(shù)的進(jìn)步，其反應(yīng)速度已經(jīng)超越TTL。而且CMOS內(nèi)部不具有制作麻煩的電阻，所以TTL可說幾乎沒有發(fā)展。目前TTL主要應(yīng)用于教育或是較簡單的數(shù)字電路。

內(nèi)部主要構(gòu)成器件

　　TTL最主要是由N組電阻、晶體管、二極管構(gòu)成的偏置電路所組合出來，在線性放大器的角度來看就是數(shù)個CE（共發(fā)射極）電路或是CC（共集電極）電路所組成。當(dāng)然這只是比喻并非實際，畢竟在數(shù)字邏輯的世界就是只有0跟1，也就是關(guān)或開。

74系列與54系列

　　主條目：7400系列

　　74系列為民用品，可工作于商用溫度范圍（0至70℃），是一般TTL邏輯電路中最常見的系列，在數(shù)字邏輯或是微處理機(jī)的相關(guān)課程更是少不了它們的存在。

　　54系列為軍用品，可工作于軍用溫度范圍（-55至125℃），用于具有特殊工作需求的地方。

　　74系列TTL IC的分類如下：

以內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)分

　　標(biāo)準(zhǔn)型

　　結(jié)構(gòu)跟構(gòu)成的材料最簡單，相對的特性也是不理想，所以此類型已經(jīng)被淘汰多時。無英文簡寫，范例：7400。

　　早期的低功率型與高速型

　　低功率型，（英文Low Power簡寫“L”），耗電低，但速度慢。范例：74L00。

　　高速型，（英文High Speed簡寫“H”），速度較快，輸出較強(qiáng)，但耗電高。范例：74H00。

　　由于S型耗電與H型相近，但速度極快。LS型的耗電與L型相近，但速度卻快很多，甚至比H型還快。因此L型與H型很快就退出市場。

　　肖特基（Schottky）

　　除了電阻器一樣是做控流跟偏置用途，肖特基型最主要是采用肖特基二極管跟肖特基晶體管，改善切換速度。在市面上跟教育單位非常普及，特性也很不錯，常常被用來搭配Intel 8051使用。LS型逐漸成為TTL中的主流。

　　肖特基型（英文Schottky Logic，簡寫“S”），范例：74S00。

　　高級肖特基型（英文Advanced Schottky Logic，簡寫“AS”），范例：74AS00。

　　低功率肖特基型（英文Low Power Schottky Logic，簡寫“LS”），范例：74LS00。

　　高級低功率肖特基型（英文Advanced Low Power Schottky Logic，簡寫“ALS”），范例：74ALS00。

　　快速（英文Fast，簡寫“F”）

　　快速型是有別于肖特基型所另外發(fā)展的高速TTL，范例：74F00。

　　CMOS（英語：Complementary Metal Oxide Semiconductor）

　　雖然此類型的編號與接腳規(guī)格跟TTL一樣，但內(nèi)部的實際結(jié)構(gòu)是CMOS，而不是TTL所使用的接面晶體管。此系列具有CMOS的高輸入阻抗特性與低耗電，但工作電壓范圍有別于先前RCA所發(fā)展的40跟45系列的CMOS邏輯IC。除早期的C系列外，此類CMOS的運(yùn)作速度非常快。

　　CMOS，英文簡寫“C”，范例：74C00。

　　高級CMOS（英文Advanced CMOS Logic，簡寫“AC”），范例：74AC00。

　　高速CMOS（英文High Speed CMOS Logic，簡寫“HC”），范例：74HC00。

　　高級高速CMOS（英文Advanced High Speed CMOS Logic，簡寫“AHC”），范例：74AHC00。

TTL各系列典型消耗功率與傳輸延遲的比較

以輸出型態(tài)分類

　　圖騰式輸出（Totem-pole Output）

　　大部分74系列的組合邏輯IC，都是采用圖騰式輸出。此種輸出可以輸出高電位與低電位。被稱為圖騰式則是因為電路形式像圖騰一樣配置。

　　開集電極式輸出（Open Collector，簡稱O.C.）

　　此種輸出不能輸出高電位，輸出只有開路與低電位兩種狀態(tài)。

　　可以承受較高的電壓或與不同工作電壓的電路連接。有時開集電極式輸出可用來應(yīng)付比較重的負(fù)載（例繼電器）。

　　可以允許多個開集電極式邏輯輸出進(jìn)行并聯(lián)，作為Wired-AND使用。圖騰式的邏輯門輸出不能并聯(lián)連接。

　　三態(tài)式輸出（Tri-state或3-state）

　　在數(shù)字電路除了0跟1以外，另一種狀態(tài)則是高阻抗，高阻抗對電路來說即是斷路。主要是用于總線(bus)等。

　　史密特觸發(fā)型輸入（Schmitt Trigger）

　　此類型邏輯門具有所謂的遲滯電壓，不易因為輸入在0/1交界電壓附近的小幅變化而產(chǎn)生輸出跳動，主要用途是抗噪聲、消除機(jī)械式接點(diǎn)的彈跳（暫態(tài)）現(xiàn)象，也可用來做RC振蕩器等。

代表性IC

　　與非門（NAND）：7400、7410、7412、7420、7430

　　或非門（NOR）：7402、7427

　　非門（NOT）：7404、7414

　　與門（AND）：7408、7411、7421

　　或門（OR）：7432

　　異或門（XOR）：7486

　　同或門（XNOR）：74266

　　緩沖閘（Buffer）：7407、74244

　　BCD碼（十進(jìn)制）轉(zhuǎn)七段數(shù)碼管解碼器：7447、7448

　　全加器（Full Adders）：7483、74283

　　D型栓鎖器（D-type Latches）：74373

　　異步計數(shù)器（Asynchronous Counter）：7490（十進(jìn)制，Decade）、7492、7493（十六進(jìn)制）、74190（可預(yù)設(shè)十進(jìn)制）

TTL電壓準(zhǔn)位

使用標(biāo)準(zhǔn)供電電壓5V的TTL電壓準(zhǔn)位規(guī)范

　　輸入電壓準(zhǔn)位

　　Hi輸入電壓：2.0V以上

　　Low輸入電壓：0.8V以下

　　輸出電壓準(zhǔn)位

　　Hi輸出電壓：2.4V以上

　　Low輸出電壓：0.4V以下

　　由以上規(guī)范可以算出：前一級輸出至次一級輸入電壓準(zhǔn)位間，可以容忍的噪聲邊際電壓是0.4V。

使用注意事項

1. 　　避免在帶有靜電的情況下接觸IC

2. 　　TTL的電源電壓要5V，建議最低不低于4.75V，最高不高于5.25V

3. 　　若輸入端空接，邏輯門會把輸入端視為HI（邏輯1）的狀態(tài)

4. 　　注意第一只腳的位置，以免錯接

5. 　　若某一邏輯門的輸出要并接許多負(fù)載或是邏輯門，最好先裝緩沖器或是提升電阻，以免發(fā)生負(fù)載效應(yīng)

   
   
   

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