与非门|这也太详细了吧！晶体管逻辑电路的原理集成电路|CPU

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什么是晶体管？
晶体管（transistor）是一种固体半导体器件（包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等），它具有检测、整流、放大、开关、稳压和信号调制等多种功能。作为交流断路器，晶体管可以根据输入电压控制输出电流。与普通机械开关（如继电器和开关）不同，晶体管使用电信号来控制其打开和关闭，因此开关速度可以非常快，实验室中的开关速度可以达到100GHz以上。晶体管通常是由半导体材料制成的固态电子器件。电流的循环可以通过添加电子来改变。这一过程使电压变化成比例地影响输出电流的许多变化，从而使放大倍数倍增。除大多数电子设备外，并非所有电子设备都包含一种或多种类型的晶体管。有些晶体管单独或通常放置在集成电路中，并且根据应用的状态而变化。
根据晶体管的性能，可形成晶体管的逻辑电路，在数字集成电路中运用广泛。
同类型逻辑电路（RTL ， DTL ， TTL）的不同特点：
数字集成电路是对数字集成电路执行逻辑运算和转换的逻辑电路。逻辑电路的基本单元是门电路和触发电路。触发电路主要由各种门电路组成，是数字集成电路的基本单元。依照基本单元电路的工作特点不同，分为三种类型：饱和型逻辑（RTL ， DTL ， TTL）、抗饱和型逻辑（STTL）、非饱和型逻辑（ECL）。本文主要介绍RTL ， DTLTTL三种逻辑电路。
第一种是电阻晶体管耦合逻辑电路（RTL），它是或非门电路。当输入信号为高电平时，输出为低电平，输出为低电平vol=0.2V ，采用步进连接时输出为高电平vol=1V ，电路具有速度慢、负载能力低、抗干扰能力差的特点。电路如图1所示：

图1 电阻-晶体管耦合逻辑电路

第二种是二极管-晶体管耦合逻辑电路（DTL），它是一种与非门电路。只要输入信号为低电平，则输出为高电平。只有当所有输入均为高电平时，输出才为低电平。对于RTL电路，其负载能力和抗干扰能力有所提高，但电路速度仍然很慢。

【与非门|这也太详细了吧！晶体管逻辑电路的原理】
图2 二极管-晶体管逻辑电路

第三种就是我们用到的TTL与非门，如图所示由于输入级和输出级均由晶体管组成，故称为晶体管-晶体逻辑管，简称TTL电路。其实， TTL门电路也分很多种，比如说非门、与非门、或非门、与或非门以及OC输出的与非门。虽然种类多，但是基本的工作原理都是类似的。所以，接下来就介绍一个经典的TTL与非门电路。

图3 典型TTL与非门

又因为在晶体管中参与导电的有两种极性的载流子，故这种电路属于双极性电路。如图所示：

图4 多射极晶体管的结构及等效电路

由图可知，输入级：T1是多发射极晶体管，可以把它看成二极管构成的，如图4所示。所以根据图中就能看出来，输入级就是一个与门电路：C= D1·D2·D3 。只有当 D1、D2、D3都为 1 时， C 才会输出 1 ，其余C都为 0 。
中间级：由三极管T2和电阻R2、R3组成。在电路的开通过程中利用T2的放大作用，为输出管T3提供较大的基极电流，加速了输出管的导通。所以，中间级的作用是提高输出管的开通速度，改善电路的性能。