数字电子技术基础（二十六）——TTL门电路的输入特性和扇出系数
1 TTL门电路的输入特性
如下图所示为输入端伏安特性曲线的测试电路：
以流入输入端的方向作为输入电流的参考方向，调节测试电路当中，电位器滑动端的位置，可以为这个与非门的B输入端提供一个可调的输入电压。如下所示为与非门输入级的电路图
转换为用二极管等效电路如下图所示：
当门电路的输入低电平时，输入级晶体管对应的发射结处于正偏导通，此时直流电压源
，经过偏置电阻R提供的基极电流全部由导通的发射结向外侧流出，这个低电平输入电流可以通过在输入回路当中列回路电压方程进行求解。回路电压方程为：
在实际工程中，我们经常用输入电压等于0V，输入端短路接地的时候，测的短路接地电流来替代这个低电平输入电流。当调整输入电压，令门电路输入高电平的时候，对应的发射结处于反偏，反偏的结果电阻非常大，因而高电平输入漏电流非常微弱。如下图所示：
通过本图可以看到，当门电路输入高电平时，高电平输入漏电流小于40uA。
2 扇出系数
扇出系数是数字电路中一个逻辑门能够驱动的同类逻辑门输入端的最大数量，它反映了逻辑门的驱动能力，是衡量逻辑门电路的输入特性的一个重要特性，目的是要保证电路能够正常运行，如下下图所示为对于扇出系数进行测试的一种电路图：
驱动门的输出端与多个输入端进行相连，为负载们提供了输入信号，那么驱动门的输出电流来构成。
当驱动门输入高电平的时候，拉电流是由负载门的高电平输入漏电流构成，因而拉电流与负载门并联的端子数有关。当驱动门输出低电平的时候，灌电流是由负载门的低电平输入电流构成的也就是负载门的输入级晶体管的基级偏执电流来构成的，因而灌电流的大小取决于负载们的数量与负载门并联的端子数无关。
如下图所示为驱动门的电路结构图：
假设驱动门的输出端与K个负载门的输入端子相连，负载门的数量为M个，那么驱动门的拉电流为：。驱动门的灌电流等于
。
驱动门输出高电平的时候，高电平的扇出系数为，定义为拉电流的最大值，与高输入端子的数量同理，低电平的扇出系数是灌电流的最大值与低电平输入电流的比值，它衡量的是门电路驱动负载门的个数。
低电平的扇出系数为：
在实际的操作中可以参考集成电路的生产厂商的技术参数来计算出扇出系数。
（本文参考哈尔滨工业大学的《数字电子技术基础》课程内容）