74系列反相器的电路

只看该作者 · 2010-6-10 17:30

一本书上说A端输入低电平0.2V时，T1基极被钳位在0.9V，因此T2发射结不会导通。T1的集电极电阻是R2和T2的b-c结反向电阻之和，非常大，因而T1工作在深度饱和状态，Vce=0;T1的集电极电流极小，定量计算可忽略。
对于这段话有几个地方不理解：
1、T2的发射结不导通是因为T1的基极被钳位在0.9V？T2的基极和T1的基极中间还有T1的b-c结呢，如何理解？
2、T1的集电极电阻是R2和T1b-c反向电阻之和，非常大，这是T1工作在深度饱和的原因？如何判断T1的工作状态？
“在A端加3.4V时，Vbi被钳位在2.1V。”为什么是2.1V，如果是2.1V，T1的发射结是正偏还是反偏？

只看该作者 · 2010-6-10 17:37

这里主要分析TTL反相器的逻辑关系,并估算电路中有关各点的电压，以得到简单的定量概念。　　（1）当输入为高电平，如vI＝3.6V时，电源VCC通过Rbl和T1的集电结向T2、T3提供基极电流，使T2、T3饱和，输出为低电平，如 vO＝0.2V。此时 VB1＝VBC1＋VBE2＋VBE3＝（0.7＋0.7＋0.7）V＝2.1V 　　T1的发射结处于反向偏置，而集电结处于正向偏置。所以T1处于发射结和集电结倒置使用的放大状态。由于T2和T3饱和，输出 VC3 ＝0.2V，同时可估算出VC2的值：VC2＝VCE2＋VB3＝（0.2＋0.7）V＝0.9V 　　此时，VB4＝VC2＝0.9V。作用于T4的发射结和二极管D的串联支路的电压为VC2－Vo＝（0.9－0.2）V＝0.7V，显然，T4和D均截止，实现了反相器的逻辑关系：输入为高电平时，输出为低电平。　　（2）当输入为低电平且电压为0.2V时，T1的发射结导通，其基极电压等于输入低电压加上发射结正向压降，即：VB1＝（0.2＋0.7）V＝0.9V 　　此时VB1作用于T1的集电结和T2、T3的发射结上，所以T2、T3都截止，输出为高电平。　　由于T2截止，VCC通过RC2向T4提供基极电流，致使T4和D导通，其电流流入负载。　　输出电压为vO＝Vcc－VBE4－VD＝（5－0.7－0.7）V＝3.6V 　　同样也实现了反相器的逻辑关系：输入为低电平时，输出为高电平。

3万 · 2010-6-10 17:40

1、T1基极被箝位在0.9V，是输入的0.2V加T1发射结压降。此时T1集电结反向，不能用PN结压降考虑。实际上，T1深饱和，集电极电位仅比发射极电位高一点，低于基极电位。
2、T1集电极负载很大，是T1此时深饱和原因。判断T1状态，应计算此时T1基极电流，电源正端电位减T1基极电位再除以R1。
未标号的那个问题，我找不到A端在哪里。

只看该作者 · 2010-6-11 10:33

A点就是输入点Vi，没标全
感谢maychang清晰的解答

只看该作者 · 2010-6-11 10:45

2楼：您所说“（1）当输入为高电平，如vI＝3.6V时，电源VCC通过Rbl和T1的集电结向T2、T3提供基极电流，使T2、T3饱和，输出为低电平，如 vO＝0.2V。此时 VB1＝VBC1＋VBE2＋VBE3＝（0.7＋0.7＋0.7）V＝2.1V ”恰好是我不理解的地方，如何判断T2和T3深度饱和？由文中说，T1的集电结电阻非常大，有电源通过Rbi和T1的集电结给T2和T2基极供电的话，电流应该非常小，怎么判断T2和T3饱和？
还有VB1＝VBC1＋VBE2＋VBE3＝（0.7＋0.7＋0.7）V＝2.1V ，为什么VBC1按照0.7计算？后文T3深度饱和时VCE=0.2V不是吗，那如果按照T1深度饱和时，VCE1=0.2,VBC1=0.5V才对啊？
还望您给予指点，谢谢

3万 · 2010-6-11 11:44

5楼：
“由文中说，T1的集电结电阻非常大……”
输入高电平，T1发射结反偏，集电结正偏，集电结电阻就不是非常大而是非常小了，电源通过R1和T1的集电结给T2和T3基极供电，电流就不是非常小而是足够大了。该电流大致是(5-2.1)/4k=0.725mA。
“为什么VBC1按照0.7计算？”
T1发射结反偏，集电结正偏，集电结是个二极管，正偏时压降0.7V。T1此时并不是深度饱和，注意T1发射结反偏，它根本不是放大工作状态。