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1、第2章逻辑门电路习题与思考题2.1半导体二极管门电路2.3TTL集成门电路2.4CMOS集成门电路2.2半导体三极管门电路部分74和4000系列芯片列表门电路：实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。正逻辑：高电平代表1；低电平代表0。负逻辑：高电平代表0；低电平代表1。学习要点：各种门电路的结构和工作原理，要求理解/了解；而门电路的外部特性(输入和输出特性/电路连接关系)是本章重点。5V0V高电平低电平2V0.8V为了保证可靠性，输出电平范围小于输入电平范围VD>VON(开启电压定性的认为0.7V),导通,相当于闭
2、合的开关，(往往定性地)认为其导通电压基本不变,此特性称为“钳位”否则,截止状态,二极管相当于断开的开关2.1半导体二极管门电路2.1.1二极管(Diode)的开关特性单向导电性二极管的开关等效电路及其简化模型的比较：折线模型恒压降模型理想模型1.二极管或门(OrGate)ABY000011101111VAVBVY00033033高电平(2-5V)代表1；低电平(0-0.8V)代表0。二极管开启电压VON定性的认为0.7V。设：VCC=5V,VIH=3V,VIL=0V（穷举分析法）02.32.32.32.1.2二极管门
3、电路2.二极管与门(AndGate)ABY000010100111VAVBVY000330333.7高电平(2-5V)代表1；低电平(0-0.8V)代表0。设：VCC=5V,VIH=3V,VIL=0V（穷举法+假设验证法）0.70.70.7缺点：1.电平偏移大；2.负载能力差。保护电路和钳位电路或逻辑电路的输入级0V3V3.7VECB2.2半导体三极管门电路2.2.1三极管(Transistor)的开关特性放大区有时候可以等效来看状态条件特点BE结BC结截止VBE<0.7V或IB≈0IC≈0反反导通放大VBE>0.7V
4、发射结导通IBIBS=ICS/βVCES=0~0.3VVBE≈0.7V正正倒置VBC>0.7V且VBE<0V发射结,集电结功能颠倒集电极发射机功能颠倒IC≈IB,VBC≈0.7V反正同样可以做条件判断工作状态!!截止状态饱和导通状态三极管的开关等效电路放大状态2.2.2三极管反相器(非门/NotGate)β=30VCES=0.3VVIH=5VVIL=0V[例2-1]分析如图所示的反相器电路（1）计算并说明电路参数的设计是否合理。（2）试说明电路中哪些参数影响三极管是否饱
5、和？RB越小，RC越大，β越大，三极管越易于饱和动态开关特性PN结存在电容效应。在饱和与截止两个状态之间转换时，iC的变化将滞后于VI，则VO的变化也滞后于VI。三极管饱和深度(IB/IBS)越深,饱和到截止转换的延迟时间越长!2.3TTL集成门电路英文IntegratedCircuit--IC。集成电路的优点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高，等等。拥有十几亿个晶体管提纯熔炼/生长硅锭切割和抛光上胶和光刻熔胶和蚀刻上胶和离子注入电镀/沉积抛光和金属互连测试、切割和分拣封装半导体晶体生长炉无尘室内进行芯片检测Wafer
6、die晶片与芯片和集成元件比较按集成度分类：小规模集成电路SSI:SmallScaleIntegration;中规模集成电路MSI:MediumScaleIntegration;大规模集成电路LSI:LargeScaleIntegration;超大规模集成电路VLSI:VeryLargeScaleIntegration;甚大规模集成电路ULSI:Ultra-LargeScaleIntegration。按制造工艺分类：双极型集成电路；如TTL和DTL(Diode-TransistorLogic)单极型集成电路；如CMOS
7、，NMOS和PMOSTTL--Transistor-TransistorLogic三极管-三极管逻辑(电路)5VTTL:0-0.8V输入低电平；2-5V输入高电平0-0.4V输出低电平；2.4-5V输出高电平2.3.1TTL反相器电路结构及原理VCC=5V,VIH=3.4V,VIL=0.2V1.VI=VIL=0.2V:T1深度饱和,T2和T5截止,T4和D2导通，输出高电平3.6VT1工作在倒置状态,VB1=2.1V,而不是4.1V；T2、T5导通。T2:IBS2=ICS2/β=(VCC-VCES2-VBE5)/(R2
8、β)=(4V/1.6K)/20=0.125mA;IB2=IB1=(5-2.1)/4k=0.72mA，T2饱和,T5饱和,T4截止。VO=VCES5≤0.3V2.VI=VIH=3.4V:电平标准74基本系列7404(6个)2.1V0.2V3.6V3.4V≈5V0.3V0.2V0.7V1V======T1等效电路分析1.VI=VIL:
