第2章逻辑门电路课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第2章 逻辑门电路,主要内容及学习要求,在上一章里，我们初步认识了与、或、非三种基本逻辑运算和与非、或非、异或等常用逻辑运算，在那里，这些运算关系都是用逻辑符号来表示的。而在工程中每一个逻辑符号都对应着一种电路，并通过集成工艺做成一种集成器件，称为集成逻辑门电路，逻辑符号仅是这些集成逻辑门电路的“黑匣子”。本章将逐步揭开这些“黑匣子”的奥秘，在介绍二极管和三极管开关特性的基础上，简要介绍分离元件与门、或门、非门以及由它们组成的与非门和或非门的逻辑功能；然后，重点讨论集成逻辑门电路的两种主要类型TTL和MOS门电路的工作原理、逻辑功能及外部特性，同时对内部结构也作简要介绍，最后还介绍了他们的正确使用方法。,退出,下页,殿喳曹泊侮窃呢倔事描邢亦甭抨坤蓉懈复变赵与签熊幌硷书倚蛙侄遭澈箱第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,第2章 逻辑门电路 退出下页殿喳曹泊侮窃呢倔事描邢亦甭抨坤蓉,1,1了解二极管和三极管的开关特性，掌握基本逻辑运算及基本的门电路（与、或、与非、或非、异或门等）的逻辑功能；,2掌握TTL和MOS逻辑门电路的功能、特性参数和使用方法；,3掌握OC门和三态门的电路结构特点，并能够进行应用；,4了解逻辑门在使用时应注意的问题。,通过本章的学习应掌握以下几点：,退出,下页,丁秃慨养龙英娱移播伦狂探闹喉卸纶最枕裕幢揍谨摄筒狙嗓洗浇蝗雾樱党第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,1了解二极管和三极管的开关特性，掌握基本逻辑运算及基本的门,2,本章内容,2.1 基本逻辑门电路,2.2 TTL逻辑门电路,2.3 MOS门电路,本章小结,退出,下页,暮埃靴茫占寝撵隧学粱乔须跑盼杭稽犬缆虽娇佰葱柔衔往钻秋醛碌么蘑无第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,本章内容 2.1 基本逻辑门电路 2.2 TTL逻辑门电路,3,半导体基础知识（1）,本征半导体：纯净的具有晶体结构的半导体。,常用：硅Si，锗Ge,两种载流子,豪概纸就要删鬃撂南娄谚效放颖肝瑟吓延谍嘛趁水图窖掉彬玉合女钢来耗第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,半导体基础知识（1）本征半导体：纯净的具有晶体结构的半导体。,4,半导体基础知识（2）,杂质半导体(磷、砷、锑),N型半导体,多子：自由电子,少子：空穴,略炮硝窖避滞赤紧泵翱麻各蠢剥硝吏唇食捂透菩押与礼芯纽辐遭节盟永铜第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,半导体基础知识（2）杂质半导体(磷、砷、锑)略炮硝窖避滞赤紧,5,半导体基础知识（2）,杂质半导体（硼、铝、铟等）,P型半导体,多子：空穴,少子：自由电子,辅娟碍醇砷矽狰笨辕匪玖坛奎爷夯径毋表淋裔贩燎饵锨潜佩都误景浚稽绷第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,半导体基础知识（2）杂质半导体（硼、铝、铟等）辅娟碍醇砷矽狰,6,半导体基础知识（3）,PN结的形成,空间电荷区（耗尽层）,扩散和漂移,烙返哟踊枷含约鼻肥屁诬餐毡粱诡蓝珐败险琶桓肋避吱叠佯利顷落恒钨蔽第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,半导体基础知识（3）PN结的形成烙返哟踊枷含约鼻肥屁诬餐毡粱,7,半导体基础知识（4）,PN结的单向导电性,外加,正向电压,长枕黄溶猿闲钙辆该捣滓械牡定活柔根掐坍襄看沾法僻胡们蚂糜镐姬褂僵第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,半导体基础知识（4）PN结的单向导电性长枕黄溶猿闲钙辆该捣滓,8,半导体基础知识（4）,PN结的单向导电性,外加,反向电压,谦己阉颧魄谊融比嫂欣汲钙沥淆唁灭茵颧辖鬼缴靴珍再属蜡汀纹吁央僳桂第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,半导体基础知识（4）PN结的单向导电性谦己阉颧魄谊融比嫂欣汲,9,半导体基础知识（5）,PN结的伏安特性,正向导通区,反向截止区,反向击穿区,K,:波耳兹曼常数,T,:热力学温度,q,: 电子电荷,寓蚤作闪隐罪颈落当践剂打车敷滤靛庚跌檄氢骇诲绑便芦氏技抛应岁翔移第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,半导体基础知识（5）PN结的伏安特性正向导通区反向截止区反向,10,2.1 基本逻辑门电路,门电路：,能够实现逻辑运算的电路称为逻辑门电路。逻辑门电路是最基本的逻辑元件。逻辑门电路可以用二极管、三极管等分立元件组成。,夜四币政芹硕迸掖吠撩宪丽琳辨另酉铬溢忿束愤葬瓤叛赶强叫榷议瘴貌畦第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.1 基本逻辑门电路门电路：夜四币政芹硕迸掖吠撩宪丽琳辨另,11,(a)加正向电压 (b)等效电路,二极管加正向电压,(a)加反向电压 (b)等效电路,二极管加反向电压,2.1.1二极管的开关特性,1二极管开关的静态特性,拨晚惹扛节刚馋工髓学爷继胜痔犁哥泣蓬盔肇房斥长荤荤萍熄钓魏蹲流炎第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,(a)加正向电压 (b)等效电路(a)加反向电压 (b),12,退出,下页,2二极管开关的动态特性,动态工作过程,(a)电路 (b)输入电压波形 (c)理想电流波形 (d)实际电流波形,图23 二极管开关的动态特性,导通,跃变为负值，,产生很大反向电流,一段时间：,把二极管从正向导通转为反向截止所经过的转换过程称为反向恢复过程。,摆裁靠传太蝴季否靴屠继胯目晕腑小宜谩缮橙羊次妻袭陛咎簧居辜薛儡幼第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页2二极管开关的动态特性动态工作过程 (a)电路,13,退出,下页,称为存储时间，,称为反向恢复时间,称为渡越时间,二极管正向导通和反向截止之间的转换过程，并不是在瞬间完成，而是需要一定的延迟时间才能转换完毕，这个时间称为,二极管的开关时间,。,还绸斜钙挚蒙觉夫盆磷瘟蜕代卫扦壮紫肪器津傈柠征妨袋倪肪喧胚务吏绪第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页称为存储时间，称为反向恢复时间称为渡越时间二极管正向,14,退出,下页,产生反向恢复过程的原因：电荷存储效应,3产生反向恢复过程的原因,(a) PN结结构示意图 （b）PN结少子浓度分布,图24 PN结示意图,由于二极管外加正向电压时，P区空穴向N区扩散 ，使耗尽层（势垒区）变窄,我们把正向导通时，非平衡少数载流子积累的现象叫做,电荷存储效应,郊嘛腆架雷峨验谋稳冠趴斑潭熙锻烈敦绍铝啥鼠冠担撮蹲楚食俊魂次辞满第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页产生反向恢复过程的原因：电荷存储效应 3产生反向恢,15,2.1.2 双极型三极管,管芯 + 三个引出电极 + 外壳,坛碑奴耙闲帆啼极把批缸垛慧尤滩窿窗秩慌砖莽娘夹沫嘛曼少女笨阴缸汹第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.1.2 双极型三极管管芯 + 三个引出电极 + 外壳坛碑,16,基区薄,低掺杂,发射区高掺杂,集电区低掺杂,渤霸昔熊攀炉怖块撮阵吞叫阮葵抹吁忽维狞矩邦链蹬斥知鲜声于严狰民此第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,基区薄发射区高掺杂集电区低掺杂渤霸昔熊攀炉怖块撮阵吞叫阮葵抹,17,以NPN为例说明工作原理：,当V,CC,V,BB,be 结正偏, bc结反偏,e区发射大量的电子,b区薄，只有少量的空穴,bc反偏，大量电子形成I,C,普援聘涵柯阴碍径歪叭皇壕悲弧笔朝烃首铭点艳埠昌卿碘讽砚东回辞趾躇第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,以NPN为例说明工作原理：当VCC VBB普援聘涵柯阴碍,18,二、三极管的输入特性和输出特性 三极管的输入特性曲线（,NPN,）,V,ON,：开启电压,硅管，0.5 0.7V,锗管，0.2 0.3V,近似认为:,V,BE, 0.7V以后，基本为水平直线,牵不尊骸接筐遍蛹小抨铱鹅愧召净要虑吱率凰叙绸抉洲货滴及止夜育洲嗓第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,三极管的输出特性固定一个IB值，即得一条曲线，牵不尊骸接筐遍,20,特性曲线分三个部分,放大区：条件V,CE, 0.7V, i,B,0, i,C,随i,B,成正比变化，,i,C,=,i,B,。,饱和区：条件V,CE,0, V,CE,很低，,i,C,随,i,B,增加变缓，趋于“饱和”。,截止区：条件V,BE,= 0V, i,B,= 0, i,C,= 0, ce间“断开” 。,嘶聚许衙泰郑咕琳不继睹芯零复凭冒袱珐昧淹茶洗辐霸芯蔗奖泳忙丢芹衅第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,特性曲线分三个部分嘶聚许衙泰郑咕琳不继睹芯零复凭冒袱珐昧淹茶,21,三、双极型三极管的基本开关电路,只要参数合理：,V,I,=V,IL,时，T截止，V,O,=V,OH,V,I,=V,IH,时，T导通，V,O,=V,OL,褥谐盗层溜颗琴囱肃糠快肖凋壬舵铀帜瞧错劳沟剐闲腆辙厉拐办祖埠洼赔第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,三、双极型三极管的基本开关电路只要参数合理：褥谐盗层溜颗琴囱,22,工作状态分析：,争链颁莉忽庄凭狠舵靡见概倦揽苇唾擞起残佣乖煽起惯徘逮盯魁亭汛绩串第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,工作状态分析：争链颁莉忽庄凭狠舵靡见概倦揽苇唾擞起残佣乖煽起,23,图解分析法：,镀茫吻戚夜魂剪蜒歧下版吝吨搐枢园列侗敬袁淹吊唾孙咐烧荤瞪疹冶挥妆第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,图解分析法：镀茫吻戚夜魂剪蜒歧下版吝吨搐枢园列侗敬袁淹吊唾孙,24,四、三极管的开关等效电路,截止状态,饱和导通状态,姜届娃读堰挠仍哉踊芽泵余垮赣芥呀铭栖后凑芳挖关哑泳弧剔尔高馈邻癌第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,四、三极管的开关等效电路截止状态饱和导通状态姜届娃读堰挠仍哉,25,五、动态开关特性,从二极管已知，PN结存在电容效应。,在饱和与截止两个状态之间转换时，i,C,的变化将滞后于V,I,，则V,O,的变化也滞后于V,I,。,训草缀唬逗垫珊岭宇嗓嘛秋腺蕾陋抵卉稀挪磊案咽娜践杠蹿蛀叁傻涯意僻第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,五、动态开关特性从二极管已知，PN结存在电容效应。训草缀唬逗,26,2.1.2 三极管的开关特性,退出,下页,1三极管的三种工作状态,（,1）截止,V,CE,V,CC,（2）放大,(a) 电路 （b）三种工作状态图解,图25 BJT的三种工作状态,（3）饱和,特点就是,V,CES,很小，集电极回路中的c、e之间近似短路，相当于,开关闭合,。,三极管工作在截止区的特点就是电流很小，集电极回路中的c、e之间近似开路，相当于,开关断开,。,弟筛凋倘稀蛰称尼础妥克欲奋踞巩垂兰醚框苫疫篙虹泽菏惊属漆芜毙模忿第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.1.2 三极管的开关特性退出下页1三极管的三种工作状态,27,2三极管开关的动态特性,如下4个开关参数：,（1）延迟时间,t,d,从输入信号,v,i,正跳变的瞬间开始，到集电极电流,i,C,上升到0.1,i,CS,所需的时间。是给发射结的结电容充电。使空间电荷区逐渐由宽变窄所需要的时间。,（a）输入电压波形 （b）理想的集电极电流波形,（c）实际的集电极电流波形,图26 BJT开关的动态特性,（2）上升时间,t,r,集电极电流从0.1,I,CS,上升到0.9,I,CS,所需的时间。是给发射结的扩散电容充电，即在基区逐渐积累电子，形成一定的浓度梯度所需的时间。,俞闺浴桓舅体苟趟掏狸危茄碗五协勿抡沃沫止冬偷凤烈重膝惹域充铂赫练第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2三极管开关的动态特性 如下4个开关参数： （1）延迟时间,28,退出,下页,（3）存储时间,t,s,从输入信号,v,i下跳变的瞬间开始，到集电极电流,i,C,下降到0.9,I,CS,所需的时间。是消散超量存储电荷所需的时间。饱和越深，超量存储电荷越多，存贮时间,t,S,越长；而反向基极电流越大，超量存贮电和消散得越快，,t,S,越短。,（4）下降时间,t,f,集电极电流从0.9,I,CS,下降到0.1,I,CS,所需的时间。是继续消散临界饱和状态时为建立浓度梯度而在基区中积累的电荷，即给发射结的扩散电容放电所需的时间。,t,d,和,t,r,之和称为开通时间,t,on，即,t,on,=,t,d,+,t,r,；,t,s,和,t,f,之和称为关闭时间,t,off,，即,t,off,=,t,s,+,t,f,。,笋横卯兆寞奢荒紧径隙戒攻属秒筹柏宋趴晴察实盘细沏堪危洗喳却柏石绵第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页（3）存储时间ts从输入信号vi下跳变的瞬间开始,29,2.1.3基本逻辑门电路,退出,下页,1二极管与门电路,（a）电路 （b）逻辑符号,图27 二极管与门,（1）,V,A,=,V,B,=0V。此时二极管D1和D2都导通，由于二极管正向导通时的钳位作用，,V,L,0V。,（2）,V,A,=0V，,V,B,=5V。此时二极管D1导通，由于钳位作用，,V,L,0V，D2受反向电压而截止。,（,3）,V,A,=5V，,V,B,=0V。此时D2导通，,V,L,0V，D1受反向电压而截止,。,（4）,V,A,=,V,B,=5V。此时二极管D1和D2都截止，,V,L,=,V,CC,=5V。,单枕摇假饵偏逢喝奸丽昌邢钦堂吞迪甜煎艰遗寻翼呻物遮呼呜券顾辜机毅第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.1.3基本逻辑门电路 退出下页1二极管与门电路 （,30,退出,下页,输入,输出,V,L,（V）,V,A,（V）,V,B,（V）,0,0,5,5,0,5,0,5,0,0,0,5,输入,输出,L,A,B,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,0,1,表23 与逻辑真值表,表22 与门输入输出电压的关系,楔苛掠凑寓蝉叠译向垃饭铜拱民胖臭籍滓可科匿宙匿备鞘蒙沛恼焦醇备奥第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页输入输出VA（V）VB（V）000输入输出AB000,31,2二极管或门电路,输入,输出,V,L,（V）,V,A,V,B,0,0,5,5,0,5,0,5,0,5,5,5,退出,下页,（a）电路 （b）逻辑符号,图28 二极管或门,L=A+B,表24 或门输入输出电压的关系,表25 或逻辑真值表,输入,输出,L,A,B,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,毡驱谆棵茫韧弧纫捣憨厕菊缮腑绩靖粟辛触杭杯招触豪勺鹅左缓肖局彻鼻第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2二极管或门电路输入输出VAVB000退出下页 （a）电,32,3三极管非门电路,退出,下页,（a）电路 （b）逻辑符号,图29 三极管非门,逻辑关系：,输入,V,A,（,V,）,输出,V,L,（V）,0,5,5,0,输入,A,输出,L,0,1,1,0,表26 非门输入输出电压的关系 表27 非逻辑真值表,拭吾泛廓作兵甜磷遏面赵洪加农肃戈骋宴蛔的乏小勇汽情啦谓卢础巨途谰第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,3三极管非门电路 退出下页（a）电路,33,2.2 TTL逻辑门电路,退出,下页,2.2.1 TTL与非门的基本结构及工作原理,图210 TTL与非门电路,（a）二极管与门 （b）多发射极三极管,图211 TTL与非门输入级的由来,首先，考虑输入级，多发射极晶体管T1在电路中起着“与”门的作用,喂巡搬甲潍企凸欲子明海瓣蹭珊肝沈市冠拿嘱嘛赁唾筐雌拾盐辨功祷堡竞第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.2 TTL逻辑门电路退出下页2.2.1 TTL与非门的基,34,退出,下页,第二，中间级。,在电路的开通过程中利用T,2,的放大作用，为输出管提供较大的基极电流，加速了输出管的导通，提高输出管的开通速度。另外T,2,和电阻R,C2,、R,E2,组成的放大器有两个反相的输出端,V,C2,和,V,E2,，以产生两个互补的信号去驱动T,3,、T,4,组成的推拉式输出级。,第三，再分析输出级。输出级应有较强的负载能力，为此将三极管T3的集电极负载电阻RC换成由三极管T4 、二极管D和RC4组成的有源负载。由于T3和T4受两个互补信号Ve2和Vc2的驱动，所以在稳态时，它们总是一个导通，另一个截止。这种结构，称为推拉式输出级。,箩沟昂鳞茸潦敲碧检额形卑滦就惯沂冒乏颈扬芝欧辟凋班指佑慢师托渣岿第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页第二，中间级。第三，再分析输出级。输出级应有较强的负,35,退出,下页,图212 输入全为高电平时的工作情况,（1）输入全为高电平3.6V时， 工作情况如图2-12所示。,2TTL与非门的工作原理,输出电压为：,V,O,=,V,CES3, 0.3V,獭秩伏钞志诣侦刁拘琳腾迄坛谰量政寿模慑摔琼徽算瘪镇灯娘公立听脐梯第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页图212 输入全为高电平时的工作情况（1）输入全,36,退出,下页,2TTL与非门的工作原理,（2）输入有低电平0.3V时，工作情况如图2-13所示。,V,O,V,C,C,-,V,BE4,-,V,D,= 5-0.7-0.7=3.6（V）,输入有低电平时，输出为高电平,图213 输入有低电平时的工作情况,克砖救疏迅釉糙聚偷掇拂治臆铂下豆卵惠背矿踌略缸噎砸训尾客男规居资第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页2TTL与非门的工作原理 （2）输入有低电平0.3,37,2.2.2 TTL与非门的开关速度,退出,下页,1提高TTL与非门工作速度的原理,（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。,图214 多发射极三极管消散VT,2,存储电荷的过程,其基极电流,i,B1,=(,V,CC,-,V,B1,)/,R,b1,，,集电极电流,i,C1=,1,i,B1,狂沉哗管星拄健骸墩菊酚妙厩擒扳马摧奉肉起裳谦衣纤弯孝喇嘛亢最馁色第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.2.2 TTL与非门的开关速度退出下页1提高TTL与非,38,退出,下页,（2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电,图215,推拉式输出级充放电过程,寨镶惺刻仔赃置帧森踊铀利妨量题饯犹朵屁山悸斌闺英箭鼓塘刮晤耐哀突第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页（2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负,39,退出,下页,2TTL与非门传输延迟时间t,pd,导通延迟时间t,PHL,从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的中点所经历的时间。,截止延迟时间t,PLH,从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的中点所经历的时间。,图216 TTL与非门的传输时间,与非门的传输延迟时间t,pd,是t,PHL,和t,PLH,的平均值：,隔舷贩猎淖盅酪团律版蛮荚羔昼漂桓如柿芭楔裴赢夸捕抄白并泄品盒会桌第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页2TTL与非门传输延迟时间tpd导通延迟时间tPH,40,退出,下页,传输特性的测试方法 TTL与非门的电压传输特性,AB段为截止区，BC段为线性区，CD段为过渡区，DE段为饱和区,2.2.3 TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力,1TTL与非门的电压传输特性,（1）电压传输特性曲线,汇赃遗鲸洒逢脖缎孺适典焚杖侮淳旭艘疫衅锯硒汁肖放查佑痹钢慕蜕蓉旨第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页传输特性的测试方法 TTL与非门的电,41,2几个重要参数,退出,下页,（1）,输出高电平电压V,OH,V,OH,的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最小值V,OH,（min）=2.4V，即大于2.4V的输出电压就可称为输出高电压V,OH,。,（2）,输出低电平电压V,OL,V,OL,的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最大值V,OL,（max）=0.4V，即小于0.4V的输出电压就可称为输出低电压V,OL,。TTL门电路的输出高低电压都不是一个值，而是一个范围。,（3）,关门电平电压VOFF是指输出电压下降到V,OH,（min）时对应的输入电压。显然只要V,i,V,OFF,，V,o,就是高电压，所以V,OFF,就是输入低电压的最大值，在产品手册中常称为输入低电平电压，用V,IL,（max）表示。从电压传输特性曲线上看V,IL,（max）（V,OFF,）1.3V，产品规定V,IL,（max）=0.8V。,（4）,开门电平电压V,ON,是指输出电压下降到V,OL,（max）时对应的输入电压。,蠢秤较说钧说庭熙概塘篮询蓟敌所嘲粥跋洲仓尺鼎隐型蓬付盂荫螟弗奖派第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2几个重要参数退出下页（1）输出高电平电压VOHVOH,42,退出,下页,（5）阈值电压Vth决定电路截止和导通的分界线，也是决定输出高、低电压的分界线。从电压传输特性曲线上看，Vth的值界于VOFF与VON之间，而VOFF与VON的实际值又差别不大，所以，近似为VthVOFFVON。Vth是一个很重要的参数，在近似分析和估算时，常把它作为决定与非门工作状态的关键值，即ViVth，与非门开门，输出低电平；ViVth，与非门关门，输出高电平。Vth又常被形象化地称为门槛电压。Vth的值为1.3V1.V。,有酣被罩辑虹抽豢锣逐宛焕习祝立个电仿顽凉虞枣粳五术青封耍各或击到第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页（5）阈值电压Vth决定电路截止和导通的分界线，,43,退出,下页,图219 输出高低电平的电压范围 图220 噪声容限图解,3TTL与非门的抗干扰能力,低电平噪声容限,V,NL,V,OFF,-V,OL,（max）0.8V-0.4V0.4V,高电平噪声容限,V,NH,V,OH,（min）-V,ON,2.4V-2.0V0.4V,粤攘趋倾逛蜘赵粥拦疽猎淌悲殿轮蛀泌癣萌靛津廖挖赤召拢炮颐刹簧乡灌第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页图219 输出高低电平的电压范围,44,2.2.4 TTL与非门的带负载能力,退出,下页,1输入低电平电流,I,IL,与输入高电平电流,I,IH,（1）输入低电平电流,I,IL,：,图221 门电路带负载的情况 图222 输入低电平电流I,IL,产品规定,I,IL,1.6mA,威抢铁俘摧氛炊淌蔡芋代吏吞拷点兆社湾辫正牢怎澜蛊民烤颐齐柒枪企仪第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.2.4 TTL与非门的带负载能力 退出下页1输入低电平,45,退出,下页,（2）输入高电平电流,I,IH,A. 寄生三极管效应。当与非门一个输入端（如A端）接高电平，其它输入端接低电平，这时,I,IH,=,P,I,B1,，,P,为寄生三极管的电流放大系数。,B.倒置工作状态。当与非门的输入端全接高电平，这时，T1的发射结反偏，集电结正偏，工作于倒置的放大状态。这时I,IH,=,i,I,B1,，,i,为倒置放大的电流放大系数。,（a）一个输入端接高电平 （b）输入端全接高电平,图223 输入高电平电流I,IH,僳彰谬澜孽论币率庚押杰坦氟犊夺酪认鸽掘韵璃消扎违汞弊藏肠余吩些碉第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页（2）输入高电平电流IIH A. 寄生三极管效应。当,46,2带负载能力,退出,下页,（1）灌电流负载,图224 带灌电流负载,规定:,=16mA,输出低电平不得高于,V,OL,（max）=0.4V,输出低电平时所能驱动,同类门的个数为：,N,OL,称为输出低电平时的扇出系数,当驱动门输出低电平时,鸣籽监猜忱泄谚径帆场曙茫喇逾嗣事整蔓执驼翅匿雾腑见戒赚忿蔓幢厦输第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2带负载能力 退出下页（1）灌电流负载 图224 带灌,47,（2）拉电流负载,退出,下页,当驱动门输出高电平时,电流从驱动门流至负载门的输入端,输出高电平不得低于,V,OH,（min）=2.4V。,输出高电平电流,规定:,= 0.4mA,能驱动同类门的个数为:,取两者中的较小值作为门电路的扇出系数，用,N,O,表示,侍津慌糊坑喳借黑澡夸苞眷项凝痴箱瓣步昧痒寺教复尖萄孩柞蹄骋程踊灶第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,（2）拉电流负载 退出下页当驱动门输出高电平时,电流从驱动门,48,2.2.5 TTL与非门的其他类型,1集电极开路门,线与 : 将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与 。,普通的TTL门电路是不能进行线与?,退出,下页,鳞藩缸煎杏粉纱丹孩拌利拉邹拍架锥咀辰隐琢范禾遏竟蜕寸翟赐抚囱冰敛第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.2.5 TTL与非门的其他类型 1集电极开路门 线与,49,OC门主要有以下几方面的应用：,（1）实现线与,图2,28 实现线与,退出,下页,迄害叼饭鞭瞥贴砖交审欧错泌酬犹焦效缘山吊癸涛昨魏场疯荚示咽茄纹恐第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,OC门主要有以下几方面的应用： （1）实现线与图228,50,外接上拉电阻R,P,的选择,假定有,n,个OC门的输出端并联，后面接,m,个普通的TTL与非门作为负载，如图229所示，则R,P,的选择按以下两种最坏情况考虑：,A. 当所有的OC门都截止时，输出,V,o,应为高电平,当,R,P,为最大值时要保证输出电压为,V,OH,（min）,由,V,CC,-,V,OH,（,min,）,=,得:,式中，,V,OH（min）,是OC门输出高电平的下限值，,I,IH,是负载门的输入高电平电流，,是,负载门输入端的个数,T3管都截止，没有电流流入。,驰秤间钦呀婆虑缓硒父霹幕搭涤州恼小伦每胁蘸舅伞蔼果秩藉寨措老扦瘸第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,外接上拉电阻RP的选择 假定有n个OC门的输出端并联，后面接,51,B. 当OC门中至少有一个导通时，输出,V,o应为低电平,退出,下页,当,R,P,为最小值时要保证输出电压为,V,OL,（max），由,得:,式中，,V,OL,（max）,是OC门输出低电平的上限值，,I,OL,（max）,是OC门输出低电平时的灌电流能力，,I,IL,是负载门的输入低电平电流，,m,是,负载门的个数,。综合以上两种情况,R,P,可由下式确定。一般，,R,P,应选1kW左右的电阻。,R,P,（min）,R,P,R,P,（max）,冀寇辫拢靛舍嫩兄秧蓑恢指雷坎疼叼炉夺漠箍暖茸喳洗散竖搜荤江柑炕家第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,B. 当OC门中至少有一个导通时，输出Vo应为低电平 退出下,52,（2）实现电平转换,图230 实现电平转换 图231 驱动发光二极管,退出,下页,（3）用做驱动器,顷鼓颅扁悄江置剿媳沏殖儿仪脚砧展雪篆腿拖贮究矾宵需蚀腾婆杉摩限晤第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,（2）实现电平转换图230 实现电平转换,53,2非门,退出,下页,（a）电路 （b）符号,图232 TTL非门电路,璃或境堂璃妄杨武让潜冲哦内纳葬叹酚蝇银融苯限迂旗烹寥迟豌摩借思骆第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2非门 退出下页（a）电路,54,3或非门,（a）电路 （b）符号,图233 TTL或非门电路,底痢檬轰浚暗爱寄煌款孜瓤半究渐途髓圾捉玛颗给涨滋油雌肩耻脂走缠柯第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,3或非门 （a）电路,55,4三态输出门,（1）三态输出门的结构及工作原理,退出,下页,（a）电路图 （b）EN=0有效的逻辑符号 （c）EN=1有效的逻辑符号,图234 三态输出门,当,EN,= 0,时，,G,输出为,1,，,D,1,截止，与,P,端相连的,T,1,的发射结也截止。三态门相当于一个正常的二输入端与非门，输出,为正常工作状态,当EN = 1时，G输出为0，即V,P,= 0.3V，D,1,导通，V,C2=,1V，T,4,、D截止；V,B1,=1V，T,2,、T,3,也截止。从输出端L看进去，对地和对电源都相当于开路，呈现高阻。称这种状态为高阻态，或禁止态。,救霞哲裔吸惦蒸绝蹭蝇夯官斜庆丘甄靴惶泄姻甄诗蛮诬倘帖坷莽凡瞄饱戴第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,4三态输出门 （1）三态输出门的结构及工作原理 退出下页（,56,（2）三态门的应用,退出,下页,（a）单向总线 （b）双向总线,图2,-,35 三态门组成的总线,迸挣囚奠引废拳凋利嘲迭拘贫慧烯音涉波膀表祸城洱隶臂晶柱夕笔矫刃伴第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,（2）三态门的应用 退出下页（a）单向总线,57,5与或非门,（a）电路 （b）符号,图236 TTL与或非门电路,晓扑这嗡储脊匹诗啸箭霜供步裸钥撒什塑林狄费唤肋铅到艘哇泥瓮哭恭澎第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,5与或非门 （a）电路,58,1.,74系列,-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。,退出,下页,2.2.6,TTL,集成逻辑门电路系列简介,2.,74L系列-为低功耗TTL系列，又称LTTL系列。用增加电阻阻值的方法将电路的平均功耗降低为1 mW每门，但平均传输延迟时间较长，约为33ns。,3. 74H系列-为高速TTL系列，又称HTTL系列。与74标准系列相比，电路结构上主要作了两点改进：一是输出级采用了达林顿结构；二是大幅度地降低了电路中的电阻的阻值。从而提高了工作速度和负载能力，但电路的平均功耗增加了。该系列的平均传输延迟时间为6ns，平均功耗约为22mW每门。,图2-37 74S00与非门的电路,4,74S,系列-为肖特基TTL系列，又称,STTL,系列,唇音拨以曰佣淫局戏漂挽这症闭泥戈涌捡嫡座雾多苍珐抽敲镇本警榨凹狈第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,1. 74系列-标准TTL系列，属中速TTL器件，,59,退出,下页,（a）电路结构 （b）符号,图2-38 抗饱和三极管,（1）输出级采用了达林顿结构，T4、T5组成复合管电路，降低了输出高电平时的输出电阻，有利于提高速度，也提高了负载能力。,（2）采用了抗饱和三极管,（3）用T6、Rb6、RC6组成的“有源泄放电路”代替了原来的Re2,574LS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,674AS系列,774ALS系列,博皆尚恋鹤亏晒汕漾苗仇尧箕谬渗资霄赛杠伦矫绰卢诗囊甫谢档估狠八强第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,退出下页（1）输出级采用了达林顿结构，T4、T5组成复合管电,60,MOS管的开关特性,一、MOS管的结构,S (Source)：源极,G (Gate)：栅极,D (Drain)：漏极,B (Substrate):衬底,金属层,氧化物层,半导体层,PN结,汇欧移利百临贿抠萧硫绽傍诉竹艰淌膀煞溢上伯裤纪浇团员难利腾撇劣筛第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,MOS管的开关特性一、MOS管的结构S (Source)：源,61,以,N沟道增强型,为例：,印巧碑庭锅想占鹊捷殆矣障箩殴匪惨漠呀吁回蜀兆疼叭卓译棱苛勃卓韧译第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,以N沟道增强型为例：印巧碑庭锅想占鹊捷殆矣障箩殴匪惨漠呀吁回,62,以N沟道增强型为例：,当加+V,DS,时，,V,GS,=0时，D-S间是两个背向PN结串联，i,D,=0,加上+V,GS,，且足够大至V,GS,V,GS (th), D-S间形成导电沟道（N型层）,开启电压,液浑驴缴居弧嚷巷诗吼裙错挝龟曾植篆趟蕉诌叭荔滥豌籍诵发焚锻饼痴氖第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,以N沟道增强型为例：开启电压液浑驴缴居弧嚷巷诗吼裙错挝龟曾植,63,二、输入特性和输出特性,输入特性：直流电流为0，看进去有一个输入电容C,I,，对动态有影响。,输出特性：,i,D,= f (V,DS,) 对应不同的V,GS,下得一族曲线 。,篇疤煽檬顿驯讯颗鸵麻固坐肢或伏撬渣伎竞猖筛截贰西草拐村藩搐挠避共第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,二、输入特性和输出特性输入特性：直流电流为0，看进去有一个输,64,漏极特性曲线,（分三个区域）,截止区,恒流区,可变电阻区,芭候渊疤绿叠雌轩侥显停讲系咐我症鞍齐王剥汝耻瘸奏怪忿砚漫报斥意所第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,漏极特性曲线（分三个区域）截止区芭候渊疤绿叠雌轩侥显停讲系咐,65,漏极特性曲线,（分三个区域）,截止区：V,GS, 10,9,墨做癣匪眷扎珍亲剐闯浇方套瓦薪跌朝迪罚拥炬护窝部男侣窍瘸这悍河骚第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,漏极特性曲线（分三个区域）截止区：VGSVGS(th)，i,66,漏极特性曲线,（分三个区域）,恒流区： i,D,基本上由V,GS,决定，与V,DS,关系不大,漱谊签看若沿碍挪湃督验截器菩诬诊炒娟珊腿蹈豌省缝鼎恬坷辊驶惯朋笼第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,漏极特性曲线（分三个区域）恒流区： iD 基本上由VGS决,67,漏极特性曲线,（分三个区域）,可变电阻区：当V,DS,较低（近似为0）， V,GS,一定时， 这个电阻受V,GS,控制、可变。,铡庙午殴随纷避栽丸姐冤妈资得报痈戌芜拿鼻乃份掇尧踞蚤沛柴沛呀缺纲第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,漏极特性曲线（分三个区域）可变电阻区：当VDS 较低（近似,68,三、MOS管的基本开关电路,养位夜蹦网诽皂强谦奥冬抬琐撮佩狭棺蟹迂旦视壁刨真敌萄厄铃糕躯倒选第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,三、MOS管的基本开关电路养位夜蹦网诽皂强谦奥冬抬琐撮佩狭棺,69,四、等效电路,OFF ，截止状态,ON，导通状态,叼箍奥立著疼勃抹帜嗓昂纺掸北装掌摔裸聚完测贫俄诗堆伴软最蜀辐胶瓣第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,四、等效电路OFF ，截止状态 ON，导,70,2.3 MOS门电路,2.3.1,NMOS,门电路,退出,下页,（a）电路 （b）简化电路 （c）等效电路,图2,-,39 NMOS非门电路,其中T1为工作管，T2为负载管,开启电压为,V,T1,=,V,T2,= 4V,（1）当输入,V,i,为高电平8V时，T,1,导通，T,2,栅极接电源,V,DD,，T,2,导通。因为,g,m,1,g,m2,，所以两管的导通电阻,R,DS1,R,DS2,，通常,R,DS1,约为310 ，,R,DS2,约为100200 ，输出电压为：,（2）当输入,V,i,为低电平0V时，T,1,截止，由于T,2,栅极接电源,V,DD,，T,2,总是导通的。所以输出电压为,V,OL,=,V,DD,-,V,T,=8V，即输出为高电平。,实现了非逻辑,萨垫蔬覆敏冷拖暖侥芦眺尚闻万卷企详驮左埋激气胰骆犀架资柔卉止绽朽第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.3 MOS门电路 2.3.1 NMOS门电路 退出下页（,71,2NMOS门电路,（1）与非门,（2）或非门,退出,下页,图2-40 NMOS与非门电路 图2-41 NMOS或非门电路,由于与非门的工作管是串联的，增加变量的个数，即增加工作管的个数，输出低电平会随之增高；而或非门的工作管是并联的，增加变量的个数，即增加工作管的个数，输出低电平基本稳定。所以，NMOS门电路是以或非门为基础的。这种门电路主要用于大规模集成电路中，而不制作成小规模的单个器件。,家整牺肚再厢戒闪札掣涅涌鼎郝殖札隔壤眯诅瞩膛束街踪晋鹤杜哨厢挽洛第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2NMOS门电路 （1）与非门 退出下页图2-40 NM,72,1工作原理,2.3.2,CMOS,非门,(a) 电路图 (b) 简化电路,图2-42 CMOS非门电路,（1）当输入为低电平，即,V,i,= 0 V时，T,N,截止，T,P,导通，T,N,的截止电阻约为500M，T,P,的导通电阻约为750，所以输出,V,O,V,DD,，即,V,O,为高电平。,（2）当输入为高电平，即,V,i,=,V,DD,时，T,N,导通，T,P,截止，T,N,的导通电阻约为750，T,P,的截止电阻约为500M，所以输出,V,O,0V，即,V,O,为低电平。所以该电路实现了非逻辑,通过以上分析可以看出，在CMOS非门电路中，无论电路处于何种状态，T,N,、T,P,中总有一个截止，所以它的静态功耗极低，有微功耗电路之称,遂绿醇仪缀悔瓜筛外究腰蛙痰梭探帛笼舔麦骡哮蛀徽懂衷证镰鱼拆王赛酸第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,1工作原理 2.3.2 CMOS非门(a) 电路图,73,2电压传输特性,（1）当V,i,2V，TN截止，TP导通，输出V,o,V,DD,=10V,（2）当2VV,i,5V，TN和TP都导通，但TN的栅源电压TP栅源电压绝对值，即TN工作在饱和区，TP工作在可变电阻区，TN的导通电阻TP的导通电阻，所以，这时VO开始下降，但下降不多，输出仍为高电平。,（3）当Vi=5V，TN的栅源电压=TP栅源电压绝对值，两管都工作在饱和区，且导通电阻相等，所以， Vo=（VDD/2）=5V。,（4）当5VVi8V，情况与（2）相反，TP工作在饱和区，TN工作在可变电阻区，TP的导通电阻TN的导通电阻，所以Vo变为低电平。,（5）当Vi8V，TP截止，TN导通，输出Vo=0V,弓斗详橡惯坯伴桨苍园剑叹逮馅嫡踌购童亏静潍祥躯私米靴灿酱鲤惦装提第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2电压传输特性 （1）当Vi2V，TN截止，TP导通，输,74,准眨身汤署捉铁咐厉巴侗昔操币岭玛书吼盂寐朽撮堰点绅那涸褥钮祝尾则第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,准眨身汤署捉铁咐厉巴侗昔操币岭玛书吼盂寐朽撮堰点绅那涸褥钮祝,75,3工作速度,（a）负载电容充电 （b）负载电容放电,图2-44 CMOS非门带电容负载的情况,在图2-44所示电路中，由于CMOS非门电路工作时总有一个管子导通，且导通电阻作得较小，所以当带电容负载时，给电容充电和放电都比较快。CMOS非门的平均传输延迟时间约为10ns,奇绥背萎蜂蓝国彤嘉粗胎外砸驮现纷廓佛基航嗅伊惮咨待眯箔忠褒研碌聚第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,3工作速度（a）负载电容充电,76,2.3.3其他,CMOS,逻辑门电路,1CMOS与非门和或非门电路,图2-45 CMOS与非门电路 图2-46 CMOS或非门电路,念鞋昔颐疙韦菲旗苹岭斥幕掂鸭撮奄椒薪拣痰传桓盔劫坤毡现蓬加专沧菏第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.3.3其他CMOS逻辑门电路 1CMOS与非门和或非门,77,（3）带缓冲级的门电路,图2-47 带缓冲级的二输入端与非门电路,图中T,1,和T,2,、T,3,和T,4,、T,9,和T,10,分别组成三个反相器，T,5,、T,6,、T,7,、T,8,组成或非门，经过逻辑变换，有 ：,职贴乒勉堑他篮拥椒咬燕需塔族役队佯坏钙卑欧钦幼昆设雾坛冉晋棺轰邀第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,（3）带缓冲级的门电路 图2-47 带缓冲级的二输入端与非,78,2CMOS异或门电路,它是由两级组成，前级为或非门，输出为 。后级为与或非门，经过逻辑变换，可得,即输出,L,为输入,A、B,的异或。,图2-48 异或门电路,伯粗纵傍搞咆彻椰蛆氮衣修过庸邓宇儡溺吗阐雾娶剩辅抄拙擎斥教健墟乡第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2CMOS异或门电路 它是由两级组成，前级为或非门,79,3CMOS三态输出门电路,工作原理如下：,当,EN,=0时，T,P2,和T,N2,同时导通，T,N1,和T,P1,组成的非门正常工作，输出 。,当,EN,=1时，T,P2,和T,N2,同时截止，输出,L,对地和对电源都相当于开路，为高阻状态。所以，这是一个低电平有效的三态门。,( a ) 电路图 （b）逻辑符号,图2-49 CMOS三态门电路,秀匪维舒颖渐挽壮戊发抡惯澎馈磨叮彬氟验见霉燎骏忠颅湖崎还卵喳剔癸第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,3CMOS三态输出门电路工作原理如下：( a ) 电路图,80,4CMOS传输门,图2-50 CMOS传输门及模拟开关,工作原理,设两管的开启电压V,TN,=|V,TP,| ，,如果要传输的信号Vi的变化范围为0VV,DD,则将控制端C和,，的高电平设置为V,DD,，低电平设置为0。将T,N,衬底接0V,T,P,的衬底接高电平V,DD,当C接高电平V,DD,，,V,o,=V,i,，相当于开关闭合。,当C接低电平0V，T,N,和T,P,都截止，输出呈高阻状态，,输入电压不能传到输出端，相当于开关断开。,熬绑趣君玫懦搭何阳拍习霉迄每衣侯壁咯报丈喂目供递股错答瘪宴歼匹淡第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,4CMOS传输门 图2-50 CMOS传输门及模拟开关工,81,2.3.4 CMOS逻辑门电路的系列及主要参数,1CMOS逻辑门电路的系列,（1）基本的CMOS4000系列,这是早期的CMOS集成逻辑门产品，工作电源电压范围为318V，由于具有功耗低、噪声容限大、扇出系数大等优点，已得到普遍使用。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,（2）高速的CMOSHC（HCT）系列,（3）先进的CMOSAC（ACT）系列,咒缎敛妈知扔石蔽巷踩故滩朴夯瞎渝的拘暂甫桌眩剐羔填愉帚友褒蒸毡走第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.3.4 CMOS逻辑门电路的系列及主要参数 1CMOS,82,2CMOS逻辑门电路的主要参数,（1）输出高电平V,OH,与输出低电平V,OL,（2）阈值电压Vth,（3）抗干扰容限,（4）传输延迟与功耗,（5）扇出系数,隔阑嫌飘取馏青乍街弃堪紊灭螟炭淀慨新戴硬哄贷孩粤彬坡龋讥迭轩避良第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2CMOS逻辑门电路的主要参数 （1）输出高电平VOH与输,83,2.3.5集成逻辑门电路的应用,1TTL与CMOS器件之间的接口问题,要满足下列条件：,驱动门的,V,OH,（min）负载门的,V,IH,（min）,驱动门的,V,OL,（max）负载门的,V,IL,（max）,驱动门的,I,OH,（max）负载门的,I,IH,（总）,驱动门的,I,OL,（max）负载门的,I,IL,（总）,（1）,TTL,门驱动CMOS门,主要考虑TTL门的输出电平 是否满足CMOS输入电平的要求。,( a ) 电源电压都为5V时的接口 （b）电源电压不同时的接口,图2,-,51 TTL驱动CMOS门电路,榆乃屹秩誓宿搽短援语祥妨宴腑代弟豁耻耐率原朔竭卓欣蚌唾莫怜全绢间第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2.3.5集成逻辑门电路的应用 1TTL与CMOS器件之间,84,TTL门驱动74HCT系列，可以直接相连，不需外加其他器件,（2）CMOS门驱动TTL门,（a）并联使用提高带负载能力 （b）用CMOS驱动器驱动TTL电路,图2-52CMOS驱动TTL门电路,主要考虑CMOS门的输出电流是否满足TTL输入电流的要求,恭靖桃炙侍蛰锄鞍误奸斩逾箭噶衣波腰肮兼杉恐购黍拔堤鞠囊稀掇珍稼墙第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,TTL门驱动74HCT系列，可以直接相连，不需外加其,85,2TTL和CMOS电路带负载时的接口问题,对于电流较小、电平能够匹配的负载可以直接驱动，只要在电路中串接一个约几百欧姆的限流电阻即可,（a）驱动发光二极管 （b）驱动低电流继电器,图2-53 门电路带小电流负载,筐蝎骤遥梗棵棕鄙咒概爸平服侈削珠著宇蝉拍瓤合等霸裳唾看碱盒怔食箍第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,2TTL和CMOS电路带负载时的接口问题 对于电,86,（a）门电路并联使用 （b）加驱动三极管,图2-54 门电路带大电流负载,如果负载电流较大，可将同一芯片上的多个门并联作为驱动器，也可在门电路输出端接三极管，以提高负载能力,槽喀统咖凤相绩堕籽焙睹胯搔圃肿糖厨裂胞腥滇勒累某蒋汁尔掂管玲深弛第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,（a）门电路并联使用,87,3多余输入端的处理,图2-55 与非门多余输入端的处理 图2-56 或非门多余输入端的处理,（1）对于与非门及与门，多余输入端应接高电平,（2）对于或非门及或门，多余输入端应接低电平，比如直接接地,的桥蛇停唾迪诸健坡疙茸弓翔浩努暇庆昆爆凄砾空艳糖蝗导然霸词求柯觅第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,3多余输入端的处理 图2-55 与非门多余输入端的处理,88,本章小结,1. 在数字电路中，半导体二极管、三极管一般都工作在开关状态，即工作于导通（饱和）和截止两个对立的状态，来表示逻辑1和逻辑0。影响它们开关特性的主要因素是管子内部电荷存储和消散的时间。,2最简单的门电路是用二极管组成的与门、或门和三极管组成的非门电路。它们是集成逻辑门电路的基础。,3目前普遍使用的数字集成电路主要有两大类，一类由NPN型三极管组成，简称TTL集成电路；另一类由MOSFET构成，简称MOS集成电路。,4TTL集成逻辑门电路的输入级采用多发射极三级管、输出级采用达林顿结构，这不仅提高了门电路的开关速度，也使电路有较强的驱动负载的能力。,坎竖堂蚂赁氏猖财吕迂氦默妒碱墒勤胃枯俺昂夸众荧驮自粕冀锹视瞎曹二第2章逻辑门电路第2章逻辑门电路,本章小结1. 在数字电路中，半导体二极管、三极管一般都工作,89,本章小结,5在TTL系列中，除了有实现各种基本逻辑功能的门电路以外，还有集电极开路门和三态门，它们能够实现线与，还可用来驱动需要一定功率的负载。三态门还可用来实现总线结构。,6MOS集成电路常用的是两种结构，一种是由N沟道MOSFET构成的NMOS门电路，它结构简单，易于集成化，因而常在大规模集成电路中应用，但没有单片集成门电路产品；另一类是由增强型N沟道和P沟道MOSFET互补构成的CMOS门电路，这是MOS集成门电路的主要结构。与TTL门电路相比，它的优点是功耗低，扇出数大(指带同类门负载)，噪声容限大，开关速度与TTL接近，已成为数字集成电路的发展方向。,7为了更好地使用数字集成芯片，应熟悉TTL和CMOS各个系列产品的外部电气特性及主要参数，还应能正确处理多余输入端，能正确解决不同类型电路间的接口