TTL非门克服了单晶体管非门电路的局限性。基本TTL非门由三级组成：电流导引输入Q1、分相级Q2和输出驱动级Q3和Q4。

给TTL非门再增加一个输入，便得到一个TTL与非门：

与非门的特性

与非门是一种逻辑门，可以等效为在与门后加入一个非门，其输入输出对应如下：

TTL与非门工作原理

非门的第一个三极管：发射极做输入，基极通过100k欧姆弱上拉至5v，集电极连接下一个管的基极。

这种输入方式下，当输入为高电平时，基极与发射极间没有足够电势差，不导通，此时集电结反偏，电流从基极流向集电极，而少量的电流流进下一个三极管的基极后，由于下一个三极管集电极到发射极正偏，所以工作在放大状态，使得三极管导通，拉低共射输出端的电压，使整个非门的第一级向下一级传递一个低电平；

如果输入是低电平，基极到发射极导通，电流被反向拉向由集电极到发射极，从而使第二个管子关断，这样二管的共射端就被拉到高电平，从而两者结合，可以看出：非门的倒相器效果是由前两级产生的。

添加后级，如果输入是高电平，共射端管子的基极是低电平，所以关闭；共集端的管子因为有电流注入，所以导通，将负载电压拉低，此时会输出一个驱动力更强的低电平。

当输入为低电平，共射端管基极高电平，所以导通，把电平拉高；而共集端管低电平关断，所以输出是高电平。

可能存在的疑问：既然前两管就能完成倒相了，为什么还需要后两管？原因是：如果没有后两个管，这个非门将会是依耐上拉电阻的开漏输出，拉电流和灌电流都相当的小，大约只有1mA；然而加上后级一个类似于推挽的结构以后，它的拉电流和灌电流大大增加，达到几十mA,能够驱动下一级逻辑电平的。

我们还需要测试一下非门的逻辑电平临界点。可以看到，输入电压从5v一直降到1.4v，输出电压没有变化，保持在了21.9mv

当电压再减小0.1v可以看见输出电压开始陡增，达到0.7v:

此外还通过仿真简单测试了相应速度：

在1MHz下，建立时间53ns,上升时间<10ns,下降时间长达200ns.可以看出，可以对下拉输出级进行一点改进，能够进一步提高电路性能。

到此为止，我们已经完成对非门的分析。

在非门上，加入第二个输入管，就能简单地构成与非门：

两管共享基极上拉电阻，所以只有两个输入均为高电平时，才不会在二管的基极产生吸电流导致二管截止。所以就是只有输入均为1，输出才为0，符合与非门的特性。

完成理论分析后，我们进行了PCB的设计：

完成打板、焊接：

我们使用ALAMP2000进行测试：

我们先给与非门通入高低电平，依次检测其四种输入下的输出：

其输出也是一个直流信号，表现为高电平

我们依次重复其它情况，最终发现其特性和预期相同。

之后，我们给与非门输入两个相位为90°的三角波

输出结果如下：

经过验证，我们设计的TTL与非门电路符合与非门应有的逻辑特性。