数字电子电路3new

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1、截止区截止区nMOS管漏极特性曲线饱和区三极管的输出特性饱和区线性区放大区(线性区)开关等效电路信息与电气工程学院第3章门电路(介绍数字电路中的电气知识)信息与电气工程学院思考几个问题如何将物理上的实际值无穷集映射为逻辑上的0和1？什么时候考虑器件的逻辑功能；什么时候考虑器件的模拟特性？信息与电气工程学院3.1逻辑信号如何获得高、低电平？Vcc高电平对应0还是1？RV10OUTVIN01获得高、低电平的基本原理正逻辑负逻辑positivenegative信息与电气工程学院3.1逻辑信号从物理的角度考虑电路如何工作，工作中的电气特性实际物理器件不可避免的时间延迟问

2、题从逻辑角度输入、输出的逻辑关系三种基本逻辑：与、或、非信息与电气工程学院基本逻辑运算：与（AND）真值表逻辑符号ABYA&000逻辑表达式YB010Y=A·B100AY111B信息与电气工程学院基本逻辑运算：或（OR）真值表逻辑符号ABY000A≥1逻辑表达式Y011B101Y=A+B111AYB信息与电气工程学院基本逻辑运算：非（NOT）真值表逻辑符号AY101AY10AY逻辑表达式：Y=A=A’通常称为反相器（inverter）信息与电气工程学院与非和或非与非或非逻辑表达式：逻辑表达式：Y=(A·B)’Y=(A+B)’逻辑符号：逻辑符号：&≥1问题:负逻辑与非门

3、对应于正逻辑什么门?信息与电气工程学院异或同或1信息与电气工程学院3.2逻辑系列（LogicFamily）同一系列的芯片具有类似的输入、输出及内部电路特征，但逻辑功能不同。不同系列的芯片可能不匹配TTL逻辑系列CMOS系列信息与电气工程学院TTL(Transistor-TransistorLogic)I2L(IntegratedInjectionLogic)ECL(Emitter-CoupledLogic)CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)(nMOS,pMOS)BiCMOS(Bipolar-CMOS)信息与电气

4、工程学院3.2CMOS逻辑CMOS逻辑电平5.0V逻辑1（高态）3.5V未定义1.5V逻辑0（低态）0.0V典型的5V电源电压其它电源电压：3.3V,2.7V,1.3V…信息与电气工程学院2、MOS晶体管分为：N沟道和P沟道通常：Vgs>=0N沟道源极source漏极drain•VgsV=0gs栅极R+很高（>106Ω）栅极dsgategate截止状态+V漏极draings•VgsRds源极sourceP沟道导通状态信息与电气工程学院MOS晶体管分为：N沟道和P沟道通常：Vgs<=0源极source•Vgs=0VgsR非常高+ds栅极截止状态gate漏极drain•V

5、gsRdsP沟道导通状态信息与电气工程学院MOS晶体管MOS晶体管栅极阻抗非常高（>兆欧）无论栅电压如何栅－漏、栅－源之间几乎没有电流（漏电流leakagecurrent,µA）栅极与源和漏极之间有电容耦合信号转换时，电容充放电，此时功耗较大信息与电气工程学院MOS管的基本开关电路+VDD只要电路参数选择合理RDD+输入低，截止，输出高Gi+DvO输入高，导通，输出低vSI––信息与电气工程学院3、基本的CMOS反相器工作原理V=+5.0VDD1、VIN=0.0VVGSN=0.0V，Tn截止SVGSP=VIN–VDD=–5.0V，Tp导通TpVOUT≈VDD=5.0

6、VDVOUTG2、VIN=VDD=5.0VVINTnVGSN=5.0V，Tn导通SVGSP=VIN–VDD=0.0V，Tp截止VOUT≈0信息与电气工程学院4、CMOS与非门工作原理：VDD=+5.0V1、A、B至少有一个为低T1、T3至少有一个截止，T2T4T2、T4至少有一个导通；Z为高（≈VDD）Z2、A、B都为高AT1T1、T3都导通，BT3T2，T4都截止，Z为低（≈0V）信息与电气工程学院4、CMOS或非门工作原理：V=+5.0VDD1、A、B都为低T1、T3都截止，AT2T2，T4都导通，BT4Z为高（≈VDD）Z2、A、B至少有一个为高T1、T3至少有一个导通

7、，T1T3T2、T4至少有一个截止；Z为低（≈0V）问:若要实现(AB+CD)′,电路?信息与电气工程学院5、扇入（fan－in）门电路所具有的输入端的数目导通电阻的可加性限制了CMOS门的扇入数可用较少输入门级联得到较多的输入ABCDYEFGH功能:8输入与非门信息与电气工程学院6、非反相门VDD=+5.0V非反相缓冲器ZA信息与电气工程学院V=+5.0VDD7、CMOS与或非门ABZCD信息与电气工程学院3.4CMOS电路的电气特性逻辑电压电平物理上的直流噪声容限而不是逻辑上的扇出速度