数字电子技术基础3-4

单击此处编辑母版标题样式,abcd,单击此处编辑母版文本样式,abvd,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.6,逻辑门电路使用中的几个实际问题,3.6.1,各种门电路之间的接口问题,3.6.2,门电路带负载时的接口问题,1),驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）。,在数字电路或系统的设计中，往往将,TTL,和,CMOS,两种器件混合使用，以满足工作速度或者功耗指标的要求。由于每种器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时，要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：,2),驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流和,灌电流,（属于门电路的扇出数问题）；,3.6.1,各种门电路之间的接口问题,v,O,v,I,驱动门,负载门,1,1,V,OH,(,min,),v,O,V,OL,(,max,),v,I,V,IH,(,min,),V,IL,(,max,),负载器件所要求的输入电压,V,OH(min),V,IH(min),V,OL(max),V,IL(max),灌,电流,I,IL,I,OL,I,IL,拉电流,I,IH,I,OH,I,IH,1,0,1,1,1,1,n,个,0,1,1,1,0,1,n,个,对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流,I,OH(max),I,IH(total,),I,OL(max),I,IL(total,),驱动电路必须能为负载电路提供足够的驱动电流,驱动电路 负载电路,1、）V,OH(min),V,IH(min),2、）V,OL(max),V,IL(max),4、）I,OL(max),I,IL(total),驱动电路必须能为负载电路提供合乎相应标准的高、低电平,I,OH(max),I,IH(total),3、）,2,、,CMOS,门驱动,TTL,门,V,OH（min),=4.9V V,OL(max),=0.1V,TTL,门（,74,系列）,：,V,IH(min),=2V V,IL(max),=0.8V,I,OH（max),=-0.51mA,I,IH（max),=20,A,V,OH(min),V,IH(min),V,OL(max),V,IL(max),带拉电流负载,输出、输入电压,带灌电流负载,?,CMOS,门,(4000,系列）：,I,OL（max),=0.51mA,I,IL（max),=-0.4,m,A，,I,OH(max),I,IH(total),例,用一个,74HC00,与非门电路驱动一个,74,系列,TTL,反相器和六个,74LS,系列逻辑门电路。试验算此时的,CMOS,门电路是否过载？,V,OH（min),=3.84V，,V,OL(max),=0.33V,I,OH（max),=-4mA,I,OL（max),=4mA,74HC00：,I,IH（max),=004mA,I,IL（max),=1.6mA,74,系列：,V,IH（min),=2V，,V,IL(max),=0.8V,&,1,1,1,CMOS,门,74,系列,74LS,系列,74LS,系列,I,IL（max),=-0.4mA，,I,IH（max),=0.02mA，,V,OH(min),V,IH(min),V,OL(max),V,IL(max),总的输入电流,I,IL(total),=1.6mA+6,0.4mA=4mA,灌电流情况,拉电流情况,74HC00,:I,OH(max),=4mA,74,系列反相器,:,I,IH(max),=0.04mA,74LS,门：,I,IH(max),=0.02mA,总的输入电流,I,IH(total),=0.04mA+6,0.02mA=0.16mA,74HC00:,I,OL(max),=4mA,74,系列反相器,:,I,IL(max),=1.6mA,74LS,门：,I,IL(max),=0.4mA,驱动电路能为负载电路提供足够的驱动电流,&,1,1,1,CMOS,门,74,系列,74LS,系列,3.,TTL,门驱动,CMOS,门,(,如,74HC,）,V,OH(min),=,2.7V,V,IH(min),为,3.5V,TTL（74LS ）,：,CMOS（,74,HC）,：,式,2,、,3,、,4,、都能满足，但式,1,V,OH(min),V,IH(min),不满足,（,I,O,：,TTL,输出级,T,3,截止管的漏电流）,1.,用门电路直接驱动显示器件,3.6.2,门电路带负载时的接口电路,门电路的输入为低电平，输出为高电平时，,LED,发光,当输入信号为高电平，输出为低电平时,LED,发光,解：,LED,正常发光需要几,mA,的电流，并且导通时的压降,V,F,为,1.6V,。,根据附录,A,查得，当,V,CC,=5V,时，,V,OL,=0.1V,，,I,OL(max),=4mA,，,因此,I,D,取值不能超过,4mA,。,限流电阻的最小值为,例,3.6.2,试用,74HC04,六个,CMOS,反相器中的一个作为接口电路，使门电路的输入为高电平时，,LED,导通发光。,2.,机电性负载接口,用各种数字电路来控制机电性系统的功能,而机电系统所需的工作电压和工作电流比较大。要使这些机电系统正常工作，必须扩大驱动电路的输出电流以提高带负载能力，而且必要时要实现电平转移。,如果负载所需的电流不特别大，可以将两个反相器并联作为驱动电路，并联后总的最大负载电流略小于单个门最大负载电流的两倍。,如果负载所需的电流比较大，则需要在数字电路的输出端与负载之间接入一个功率驱动器件。,