TTL非门、与非门内部电路

实验目标

1. 了解TTL非门、与非门内部电路的电路原理、电路结构和特点

2. 学习TTL非门、与非门内部电路的构建和测试

实验器材

ADALM2000

理论基础

TTL非门的原理图如图1所示。此电路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，如图2所示。

实验步骤

1. 按照图1，在面包板上搭建电路，并对电路进行检测。

PCB的顶层是主信号层，铜层设计如下：

这里需要说明一下的是，这个PCB的上半部分是非门，下半部分是与非门。

底层是电源层和辅助信号层，铜层设计如下：

2. 接入5V电源电压。

3. 将信号发生器W1设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz三角波。在x-y模式下使用示波器观察电路的电压传输曲线。从电压传输曲线可知，0.5V以下是低电平，1.3V以上是高电平。

4. 在图1的基础上，增加一个输入，得到TTL与非门。

5. 将信号发生器W1设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz三角波，将W2设置为具有0 V偏移、6 V峰峰值、90°相位的100 Hz三角波。用示波器观察电路的输出，并记录。

6. 验证与非门电路的逻辑功能。

这里使用了M2k的模式发生器和逻辑分析仪功能。其中，DIO5、6为与非门输入，DIO7为与非门输出。这里可以看见，只有当DIO5、6都为高电平时，DIO7才是低电平，是符合与非门的真值表的。

参考答案

以下是非门的仿真数据，绿色是激励信号，蓝色是响应信号：

以下是与非门的仿真数据，绿色和蓝色是两个通道的激励信号，红色是响应信号：