数字电子技术基础 第3章.ppt

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1、第3章　集成逻辑门电路概　述基本逻辑门电路TTL集成逻辑门电路CMOS集成逻辑门电路TTL电路和CMOS电路的接口本章小结3.1概述主要要求：了解逻辑门电路的作用和常用类型。理解高电平信号和低电平信号的含义。门电路(GateCircuit)指用以实现基本逻辑关系和常用复合逻辑关系的电子电路。常用的逻辑门电路:与门或门非门异或门与非门或非门与或非门一、门电路的作用和常用类型按电路结构不同分按功能特点不同分普通门(推拉式输出)CMOS传输门输出开路门三态门TTL集成门电路CMOS集成门电路输入端和输出端都用三极管的逻辑门电

2、路。用互补对称MOS管构成的逻辑门电路。CMOS即ComplementaryMetal-Oxide-SemiconductorTTL即Transistor-TransistorLogic一、门电路的作用和常用类型高电平和低电平为某规定范围的电位值，而非一固定值。10高电平低电平01高电平低电平正逻辑体制负逻辑体制由门电路种类等决定二、高电平和低电平的含义在TTL门电路中，在2.4~3.6V范围内的电压都称为高电平，标准高电平USH常取3V；在0~0.8V范围内的电压都称为低电平，标准低电平USL常取0.3V。二、高电平

3、和低电平的含义高电平和低电平示意图主要要求：了解二极管、三极管和MOS管的开关特性。3.2基本逻辑门电路3.2.1二极管的开关特性当输入uI为高电平UIH时，二极管正向导通，可等效为一个具有0.7V压降的闭合开关。一、二极管的静态开关特性硅二极管的伏安特性二极管静态开关电路图当输入uI为低电平UIL时，二极管反向截止，相当于开关断开。一、二极管的静态开关特性二极管伏安特性二极管静态开关电路图3.2.1二极管的开关特性输入脉冲电压波形二、二极管的动态开关特性实际电流波形IC(sat)QAuCEUCE(sat)OiCMNI

4、B(sat)TS当输入uI为低电平，使uBE

5、，这时的iB称临界饱和基极电流，用IB(sat)表示；相应值：IC(sat)为临界饱和集电极电流；UBE(sat)为饱和基极电压；UCE(sat)为饱和集电极电压。对硅管，UBE(sat)0.7V，UCE(sat)0.3V。三极管在临界饱和点仍然具有放大作用。uI增大使uBE>Uth时，三极管开始导通，iB>0，三极管工作于放大导通状态。uBE

6、入uI为高电平，使iB≥IB(sat)时，三极管饱和。uBE+-uBEUCE(sat)0.3V0，C、E间相当于开关合上。iB≥IB(sat)BEUBE(sat)CUCE(sat)三极管饱和状态等效电路一、三极管的静态开关特性uBE

7、V,UIL=0.3V,为使三极管开关工作,试选择RB值,并对应输入波形画出输出波形。解：(1)根据开关工作条件确定RB的取值uI=UIL=0.3V时,三极管满足截止条件uI=UIH=3.6V时,为使三极管饱和,应满足iB>IB(sat)因为iB=IHB-0.7VUR所以求得RB<29k，可取标称值27k。OuItUIHUIL+5V(2)对应输入波形画出输出波形OuItUIHUIL可见，该电路在输入低电平时输出高电平，输入高电平时输出低电平，因此构成三极管非门。由于输出信号与输入信号反相，故又称三极管反相器。三极管截

8、止时，iC0，uO+5V三极管饱和时，uOUCE(sat)0.3VOuO/Vt50.3IC(sat)OOOuIiCuOtttUIHUILVCCUCE(sat)上例中三极管反相器的工作波形是理想波形，实际波形如左图所示。uI从UIL正跳到UIH时，三极管将由截止转变为饱和，iC从0逐渐增大到IC(sat)，uC从VCC逐渐减