aleko数字电路与系统讲稿正文2.pdf

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1、不积跬步无以至千里不积小流无以成江海------《荀子·劝学》第二章逻辑门电路数字电路中最初的、基本的单元是12种基本逻辑门电路。本章主要介绍这些逻辑门电路的基本原理1§2-1分立元件门电路逻辑门电路是构成数字系统的单元电路,基本的门电路有与门,或门,非门.常用的还有与非门,或非门,与或非门,异或门等,这里主要介绍这些门的逻辑功能和外部特性,最初，这些门电路主要是由二极管、三极管组成的。一、二极管开关特性及其电路在数字电路中，二极管经常工作在开关状态。当外加正向电压大于其导通电压(硅:0.7v/锗:0.3v)时则导通，并且一旦导通，可以近似认为其管压降保持为导通电压不变

2、；当外加正向电压小于其死区电压(硅:0.4v/锗:0.1v)时则截止，可近似认为其电流为0,如同断开的开关。二极管资料二极管的伏安特性曲线21、二极管与门只有两个输入端都是高电平时，输出才是高电平，否则输出为低电平。32、二极管或门只有两个输入端都是低电平时，输出才是低电平，只有否则输出为高电平。4二、三极管开关特性及其电路放大三极管资料三极管开关电路、三极管输出特性曲线如下所示:开关三极管资料三极管开关电路三极管输出特性曲线通常三极管有三个工作区，数字电路中总是把三极管作为开关管使用，因而三极管要么工作在饱和区，要么工作在截止区。为达到以上目的，要求正确设置三极管的工

3、作状态、偏置电压等参数。下页给出了三极管工作状态表。5三极管工作状态表通过测量以上各参数，可以确定三极管的工作状态。6例：判断以下三极管的工作状态EcRcRbVbe<0，所以T截止T-Eb+EcRcRbVbe=0，所以T截止T712VRC2K20KT+β=306V-Ibs=Ec/(βRc)=12v/(30*2K)=0.2mAib=(6v-0.7v)/20k=0.265mAib>IbsT饱和若Rc=1K,则Ibs=0.4mAib

4、平。92、三极管与非门5VR2R40.13K1.6KR14KT4T2D3FABT1R3T510KTTL(三极管-三极管逻辑)与非门电路下面,依据不同的输入情况分析其工作原理:10：TTL(三极管-三极管逻辑)与非门电路工作原理(a):输入A,B中至少有一个低电平0，此时原电路等效于如下电路+5VR1R2R45VT40.7V4.3VT2D3ABT1F=3.6V01T5R3T4饱和，经D3输出F=5v-0.7v-0.7v=3.6v11(b):输入A,B皆为高电平1，此时原电路等效于如下电路T5饱和，经T5的集电极输出F=0.1v结论:输入中有一个或一个以上是低电平,输

5、出F=3.6v(1)；输入皆为高电平1,输出F=0.1v(0)。所以F=AB。12：TTL(三极管-三极管逻辑)与非门电路电压传输特性+5VF(V)3.6T4T23ABT1D32ViFT5101234A(V)Vt=1.4V门坎电压VT=1.4V输入电压Vi<1.4V,相当于输入低电平0输入电压Vi>1.4V,相当于输入高电平113：TTL(三极管-三极管逻辑)与非门电路输入负载特性+5VR1R2R34KT2T4D3ABT1R5FRiR4T5T6(5V-0.7V)Ri/(4K+Ri)=1.4V5Ri-0.7Ri=5.6+1.4RiRi=2KΩ使输入电压VT=1

6、.4V时的门坎电阻RT=2KΩ,输入端加可变输入电阻,相当加可变电压源.输入电阻Ri<2KΩ,相当于输入低电平0；输入电阻Ri>2KΩ,相当于输入高电平1；若输入端悬空,相当对地阻抗无穷大>>RT，所以TTL与非门输入端悬空相当于高电平1。14：TTL与非门的输出特性,带负载能力,扇出系数TTL与非门带负载指带同类型的TTL与非门负载(a):TTL与非门带灌流负载的能力输入A=B=1时,F=0,T5管饱和时带的负载叫灌流负载+5VT4T1IisT2AB11T5N个未带负载时：ib5>0，Ics5=0，T5管深饱和。一个负载灌入母电路中的输入电流Iis=(5V-0.

7、7V)/4K=1.1mA，若负载个数为N个，NIcs5Ibs5ib5>Ibs5？。N越大即负载越重，低电平F,甚至造成F>0.7V，使输出F不高不低出现逻辑错误。15(b):TTL与非门带拉流负载的能力+5VR4R2R10.13K0.7VIoT2D3FABT101T5R3NN越大,NIeboVR4FF=2.8V~3.6V。Iomax=(5V-2.8V)/130=17mA。N=Iomax/Iebo=17mA/10uA=1700。整个电路的负载能力即扇出系数，取决于灌流负载能力。即扇出系数N≤8。16§2-2TTL门电路的逻辑分析方法根据构成