圖 1 TTL 與非門

 

    輸出電壓如右圖（a）所示，理論上電源電流的波形如右圖（b），而實(shí)際的電源電流保險(xiǎn)如右圖（c）。由圖（c）可以看出在輸出由低電平轉(zhuǎn)換到高電平時(shí)電源電流有一個(gè)短暫而幅度很大的尖峰。尖峰電源電流的波形隨所用器件的類型和輸出端所接的電容負(fù)載而異。

    輸出級(jí)的 T3、T4 管短設(shè)計(jì)內(nèi)同時(shí)導(dǎo)通。在與非門由輸出低電平轉(zhuǎn)向高電平的過(guò)程中，輸入電壓的負(fù)跳變?cè)?T2 和 T3 的基極回路內(nèi)產(chǎn)生很大的反向驅(qū)動(dòng)電流，由于 T3 的飽和深度設(shè)計(jì)得比 T2 大，反向驅(qū)動(dòng)電流將使 T2 首先脫離飽和而截止。T2 截止后，其集電極電位上升，使 T4 導(dǎo)通。可是此時(shí) T3 還未脫離飽和，因此在極短得設(shè)計(jì)內(nèi) T3 和 T4 將同時(shí)導(dǎo)通，從而產(chǎn)生很大的 ic4，使電源電流形成尖峰電流。圖中的 R4 正是為了限制此尖峰電流而設(shè)計(jì)。

    低功耗型 TTL 門電路中的 R4 較大，因此其尖峰電流較小。當(dāng)輸入電壓由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，與非門輸出電平由高變低，這時(shí) T3、T4 也可能同時(shí)導(dǎo)通。但當(dāng) T3 開始進(jìn)入導(dǎo)通時(shí)，T4 處于放大狀態(tài)，兩管的集 - 射間電壓較大，故所產(chǎn)生的尖峰電流較小，對(duì)電源電流產(chǎn)生的影響相對(duì)較小。

    產(chǎn)生尖峰電流的另一個(gè)原因是負(fù)載電容的影響。與非門輸出端實(shí)際上存在負(fù)載電容 CL，當(dāng)門的輸出由低轉(zhuǎn)換到高時(shí)，電源電壓由 T4 對(duì)電容 CL 充電，因此形成尖峰電流。

    當(dāng)與非門的輸出由高電平轉(zhuǎn)換到低電平時(shí)，電容 CL 通過(guò) T3 放電。此時(shí)放電電流不通過(guò)電源，故 CL 的放電電流對(duì)電源電流無(wú)影響。

    1、在電路板布線上采取措施，使信號(hào)線的雜散電容降到最小;

    2、另一種方法是設(shè)法降低供電電源的內(nèi)阻，使尖峰電流不至于引起過(guò)大的電源電壓波動(dòng);

    3、通常的作法是使用來(lái)濾波，一般是在電路板的電源入口處放

    一個(gè) 1uF～10uF 的，濾除低頻噪聲;在電路板內(nèi)的每一個(gè)有源器件的電源和地之間放置一個(gè) 0.01uF～0.1uF 的（高頻濾波電容），用于濾除高頻噪聲。濾波的目的是要濾除疊加在電源上的交流干擾，但并不是使用的電容容量越大越好，因?yàn)閷?shí)際的電容并不是理想電容，不具備理想電容的所有特性。

    去耦電容的選取可按 C=1/F 計(jì)算，其中 F 為電路頻率，即 10MHz 取 0.1uF，100MHz 取 0.01uF。一般取 0.1~0.01uF 均可。

    放置在有源器件傍的高頻濾波電容的作用有兩個(gè)，其一是濾除沿電源傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的高頻干擾，其二是及時(shí)補(bǔ)充器件高速工作時(shí)所需的尖峰電流。所以電容的放置位置是需要考慮的。

    實(shí)際的電容由于存在寄生參數(shù)，可等效為串聯(lián)在電容上的電阻和電感，將其稱為等效串聯(lián)電阻（ESR）和等效串聯(lián)電感（ESL）。這樣，實(shí)際的電容就是一個(gè)串聯(lián)諧振電路，其諧振頻率為（圖 2）：