• 实验介绍+设计思路

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。

与非门真值表如下。

• 实验电路仿真（没有则省略）

非门:

去掉Q2基极连线后。系统仅有V2一个输入，此时工作在非门模式：

三角波为输入，方波为输出。可以看到输出将输入信号进行了取反。

X/Y显示也可以看到斜率为负，具有负相关关系。

与非门：

Q2基极连接后。系统有V1,V2两个输入，此时工作在与非门模式：

两个三角波为输入，方波为输出，可以看到仅为两个输出都为1时，才会输出0，其他时候输出均为1。

• 原理图、PCB设计介绍

PCB使用KiCAD进行设计。

Q2并没有设计可断开的连线，因为只要在Q2的输入上提供一个高电平，就可以将Q2一直保持断开状态，等同于没有安装Q2。

每个引脚都设计了两个排针，方便连线。

• 调试说明

焊接好的电路板如下：

插上M2K并上电：

• 调试结果展示

非门：

三角波为输入，方波为输出。可以看到输出将输入信号进行了取反。X/Y显示也可以看到斜率为负，具有负相关关系。

与非门：

两个三角波为输入，方波为输出，可以看到仅为两个输出都为1时，才会输出0，其他时候输出均为1。

使用两个方波为输入，结果会更加直观。可以看到仅为两个输出都为1时，才会输出0，其他时候输出均为1。

• 心得体会

挑战题的考察比较综合，不但需要了解器件内部模拟电路的工作方式，理解内部电路与外围电路的配合，还需要绘制PCB，焊接，做完一整套流程加强了我对模拟电路的理解，很有收获。