TTL 门电路集成芯片介绍
TTL 集成门电路除了与非门，还有与门、或门、或非门、异或门、集电极开路门（OC
门）和三态门等，形成了多种系列，可以灵活地构成各种逻辑功能的数字系统。在此将对集
成 TTL门电路系列做一简介。
1. TTL 集成逻辑门电路系列简介
常见的 TTL集成逻辑门系列有 54 系列和 74系列，两系列功能相同，但 54 系列的电源
电压和环境温度范围较宽，两者数据对比见表 1。
表 1 74系列、54系列数据对比
名称 电源电压 环境温度范围
74 系列 5V±5% 0～70℃
54 系列 5V±10% －55～125℃
1. 74/54 系列。又称标准 TTL 系列，属中速 TTL 器件，其平均传输延迟时间约
为 10ns，平均功耗约为 10mW/每门。
(1) 74L/54L系列。为低功耗 TTL系列，又称 LTTL系列。可用增加电阻阻值的方
法将电路的平均功耗降低为 1mW/每门， 但平均传输延迟时间较长， 约为 33ns。
(2) 74H/54H 系列。为高速 TTL 系列，又称 HTTL 系列。该系列的平均传输延迟
时间为 6ns，平均功耗约为 22mW／每门。与 74 标准系列相比，电路结构上
主要作了两点改进：
· 输出级采用了达林顿结构， 进一步减小了门电路输出高电平时的输出电阻， 提
高了带负载能力，加快了对负载电容的充电速度。
· 所有电阻的阻值降低了将近一半， 缩短了电路中各节点电位的上升时间和下降
时间；加速了三极管的开关过程。
(3) 74S/54S 系列。为肖特基 TTL系列，又称 STTL系列。图 1 为 74S00与非门的
电路，与 74系列与非门相比较，电路特点为：
· 输出级采用了达林顿结构，同样有利于提高速度，也提高了负载能力。
· 采用了抗饱和三极管（肖特基三极管，如图 2 所示），提高了工作速度。
· 用 VT6、Rb6、Rc6 组成的“有源泄放电路”代替了 74H 系列中的 Re2，有源泄
放回路缩短了门电路的输出延迟时间，还改善了门电路的电压传输特性。
C
E
B
C
B
E
1
2
3
1
2
3
(a)
(b)
图 1 74S00 与非门的电路 图 2 抗饱和三极管（a）电路结构 （b）符号
另外，输入端的 3 个二极管 VD1、VD2、VD3 用于抑制输入端出现的负向干扰，起保护
作用。由于采取了上述
措施
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，74S 系列的延迟时间缩短为 3ns，但电路的平均功耗较大，约
为 19mW。
(4) 74LS/54LS 系列。为低功耗肖特基系列，又称 LSTTL 系列。电路中采用了抗
饱和三极管和专门的肖特基二极管来提高工作速度， 同时通过加大电路中电阻
的阻值来降低电路的功耗， 从而使电路既具有较高的工作速度， 又有较低的平
均功耗。其平均传输延迟时间为 9ns，平均功耗约为 2mW/每门。
(5) 74AS/54AS 系列。为先进肖特基系列，又称 ASTTL 系列，是 74S 系列的后继
产品，在 74S 的基础上大大降低了电路中的电阻阻值，从而提高了工作速度。
其平均传输延迟时间为 1.5ns，但平均功耗较大，约为 20mW/每门。
(6) 74ALS/54ALS 系列。为先进低功耗肖特基系列，又称 ALSTTL系列，是 74LS
系列的后继产品，在 74LS 的基础上通过增大电路中的电阻阻值、改进生产工
艺和缩小内部器件的尺寸等措施，降低了电路的平均功耗，提高了工作速度。
其平均传输延迟时间约为 4ns，平均功耗约为 1mW/每门。
2. TTL 与非门举例——7400
7400 是一种典型的 TTL与非门器件，内部含有 4 个 2 输入端与非门，共有 14 个引脚，
引脚排列图如图 3 所示。
1
10
6
8
5 3 7 2 4
9
GND
12
Vcc
14 13 11
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y
3Y 3A 3B 4Y 4A 4B
& &
& &
图2.2.17 7400引脚排列图
图 3 7400 引脚排列图
CMOS 逻辑门电路的系列
CMOS 集成电路诞生于 20 世纪 60 年代末，通过不断改进制造工艺，从总体上说，其
技术
参数
转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应
已经达到或接近 TTL的水平，其中功耗、噪声容限、扇出系数等参数都优于 TTL。
CMOS 集成电路主要有以下几个系列。
3. 基本的 CMOS-4000 系列。
这是早期的 CMOS 集成逻辑门产品，工作电源电压范围为 3～18V。具有功耗低、噪声
容限大、扇出系数大等优点，缺点是工作速度较低，平均传输延迟时间为几十 ns，最高工
作频率小于 5MHz。
4. 高速的 CMOS-HC 系列、与 TTL 兼容的高速 CMOS-HCT系列
为减小影响 MOS 管开关速度的寄生电容，该系列电路主要从制造工艺上作了改进，大
大提高了工作速度。平均传输延迟时间小于 10ns，最高工作频率可达 50MHz。HC 系列的
电源电压范围为 2~6V。 HCT系列的主要特点是与 TTL器件电压兼容， 电源电压范围为 4.5～
5.5V， 其输入电压参数为 VIH（min）=2.0V； VIL（max）=0.8V， 与 TTL完全相同。 另外， 74HC/HCT
系列与 74LS 系列的产品，只要最后 3 位数字相同，则两种器件的逻辑功能、外形尺寸，引
脚排列顺序也完全相同，这样就为以 CMOS 产品代替 TTL产品提供了方便。
5. 先进的 CMOS-AC（ACT）系列
该系列的工作频率得到了进一步的提高，同时保持了 CMOS 超低功耗的特点，AC 系列
的电源电压范围为 1.5~5.5V。其中 ACT 系列与 TTL 器件电压兼容，电源电压范围为
4.5~5.5V。AC（ACT）系列的逻辑功能、引脚排列顺序等都与同型号的 HC（HCT）系列完
全相同。
浙公网安备 33021202002483