《计算机电路基础》全套ppt电子课件教案第四章门电路

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1、第四章门电路第四章门电路了解TTL与非门、集电极开路门和三态门的工作原理，熟悉它们的外特性及其应用。熟悉TTL门电路及CMOS门电路的主要参数（工作速度、功耗、抗干扰能力、带负载能力），参数的物理意义和数值的量级。4.1数字集成电路的特点与分类半导体集成电路：采用外延生长、氧化、光刻、扩散等技术，将多个晶体管、电阻、电容等元件以及它们之间的连线做在一块半导体基片上所构成的电路。按内部有源器件不同分类：双极型数字集成电路（TTL电路）MOS型数字集成电路（CMOS电路）按集成度不同分类：小规模集成电路（SSI）：10～100元件／片如各种逻辑门电路

2、、集成触发器。中规模集成电路（MSI）：100～1000元件／片，如译码器、编码器、寄存器、计数器。大规模集成电路（LSI）：1000～105元件／片，如中央处理器，存储器。超大规模集成电路（VLSI）：105元件以上／片。CPU（Pentium)含有元件310万～330万个逻辑状态与正、负逻辑约定在数字电路中，我们可以规定高电位为逻辑1，低电位为逻辑0，反之也可以规定低电位为逻辑1，高电位为逻辑0。前者叫做“正逻辑”约定，后者叫做“负逻辑”约定。uo1001高电位低电位正逻辑约定负逻辑约定4.2晶体管－晶体管逻辑电路(TTL电路)4.2.1最简

3、单的与门、非门和与非门电路1.二极管与门设UIH=+3V；UIL=0V。二极管正向导通时的压降近似为0输入输出FAB000010100111输入输出FAB0V0V0V0V3V0V3V0V0V3V3V3V电路的输入与输出电位电路的真值表由真值表可知，上面电路是一个与门2.三极管非门设UIH=5V；UIL=0.2V。三极管饱和时UCES=0.2V输入A输出F0110输入A输出F0.2V5V5V0.2V电路的输入与输出电位电路的真值表由真值表可知，上面电路是一个非门+3晶体管与非门4.2.2TTL与非门电路输入输出FAB001011101110输入输出

4、FAB0.2V0.2V5V0.2V5V5V5V0.2V5V5V5V0.2V输入与输出电位电路的真值表晶体管的结构示意图及电路符号C集电极BE发射极P集电结发射结NNMOS场效应管P型硅片作衬底，表面制作两个N型区，引出源极(s)和漏极(d)，覆盖一层SiO2，在漏源之间绝缘层上再制作一层金属铝，引出栅极(g)。金属-氧化物-半导体场效应管（Metal-Oxide-semiconductor)电路符号gdsP沟道增强型MOS管S＋D－电流从S流入，D流出P沟道增强型MOS管P60--61输出级：推拉式电路结论：1.输入高电位时，T4饱和，T3截止，

5、UOL=0.2V2.IIH=40µA;IOL=16mA(UOL=0.2V)饱和结论：1.输入低电位时，T4截止，T3导通，UOH=3.6V2.IIL=1.6mA(器件手册);IOH=0.4mA(UOH=3.6V)TTL与非门的电压传输特性1．电压传输特性曲线：Vo=f（Vi）当uI增大到1.4V左右时，输出电压uO迅速下降，此时对应的输入电压值称为阈值电压uTH为了区别1和0两种逻辑状态，规定了输出高电位的下限UOH(min)＝2.4V，输出低电位的上限UOL(max)＝0.4V。UO＞2.4V，为逻辑1状态UO＜0.4V，为逻辑0状态UIH(m

6、in)：保证输出为低电位即UO＜0.4V，输入高电位的下限（开启电压）。UIL(max)：保证输出为高电位即UO＞2.4V，输入低电位的上限（关闭电压）。TTL非门传输特性UIH(min)=2.0VUIL(max)=0.8V在前一级输出为最坏的情况下，后一级门的输入电压允许的变化幅度叫做噪声容限。高电位噪声容限UNH=UOH(min)－UIH(min)=2.4－2.0V=0.4V低电位噪声容限UNL=UIL(max)－UOL(max)=0.8－0.4V=0.4V门电路噪声容限=min{UNH,UNL}噪声容限是用来说明门电路抗干扰能力大小的参数。

7、扇出系数NO：一个门能够驱动同类型门的最大数目扇出系数N0=min{NOH,NOL}集电极开路门简称OC门UCCRL与普通TTL与非门相比，OC门去掉了T3、D，使T4集电极开路，并作为电路的输出端。OC门正常工作时，要外接一个上拉电阻RL。T4截止输出为高电位T4饱和输出为低电位Y1Y2Y12Y1和Y2分开连接后门1T4饱和（Y1=0）门2T4饱和（Y2=0）Y=0门1T4饱和（Y1=0）门2T4截止（Y2=1）Y=0门1T4截止（Y1=1）门2T4饱和（Y2=0）Y=0门1T4截止（Y1=1）门2T4截止（Y2=1）Y=1T4RLUCCT4O

8、C门1OC门2Y1Y2Y实现了与功能，称为线与。三态TTL门三态TTL门与普通TTL门不同，它的输出端除了可以出现高、低电位（正常工作状