集成逻辑门电路x

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1、概　述第5章　集成逻辑门电路基本逻辑门电路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。TTL即Transistor-TransistorLogicCMOS即ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor门电路的作用和常用类型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。是构成数字电路的基本单元之一按逻辑功能不同分

2、与门或门非门异或门与非门或非门与或非门按电路结构不同分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路。用互补对称MOS管构成的逻辑门电路。高电平和低电平的含义高电平和低电平为某规定范围的电位值，而非一固定值。高电平信号是多大的信号？低电平信号又是多大的信号？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主要要求：理解二极管的开关特性。理解三极管的开关特性。5.1基本逻辑门电路了解分立元件基本门电路。开关器件开关器件具有闭合和断开两种工作状态。理想开关特性闭合接通电阻为0，断开电阻为无穷大，闭合或断开动作瞬间完成

3、。实际开关特性闭合接通电阻不为0，断开电阻不为无穷大，闭合或断开动作有一定延迟时间（称开关时间），承受功率有限。当输入uI为低电平UILUth，二极管反向截止（相当于断开）。当输入uI为高电平UIHUth，二极管正向导通（硅二极管约0.7V）。1.二极管的开关特性2.三极管的开关特性三极管工作在截止状态，可视为开关断开，若工作在饱和状态，相当于开关闭合UCE(sat)0.3V0IC(sat)OOOuIiCuOtttUIHUILVCCUCE(sat)上例中三极管反相器的工作波形是理想波形，实际波形为：uI从UIL正跳到UIH时，三极管将由截止转变为饱和

4、，iC从0逐渐增大到IC(sat)，uC从VCC逐渐减小为UCE(sat)。uI从UIH负跳到时UIL，三极管不能很快由饱和转变为截止，而需要经过一段时间才能退出饱和区。三极管的动态开关特性在场效应管漏极和源极之间加上电压，而使栅极和源极之间没有控制电压其值=0时，漏源电流等于0，MOS管处于截止状态。如果在加上一个大的控制电压，其值超过MOS管的开启电压VT，则MOS管处于导通状态，3.场效应管的开关特性1.二极管“与”门电路电路(2)工作原理输入A、B、C全为高电平“1”，输出Y为“1”。输入A、B、C不全为“1”，输出Y为“0”。0V0V0V0V0V3

5、V+U12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC“与”门逻辑状态表0V3VY=ABC逻辑表达式：5.1.2分立元件门电路2.二极管“或”门电路(1)电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或”门逻辑状态表3V3V-U12VRDADCABYDBC(2)工作原理输入A、B、C全为低电平“0”，输出Y为“0”。输入A、B、C有一个为“1”，输出Y为“1”。Y=A+B+C逻辑表达式：3.晶体管“非”门电路+UCC-U

6、BBARKRBRCYT10截止饱和(2)逻辑表达式：Y=A“0”10“1”(1)电路“0”“1”AY“非”门逻辑状态表主要要求：了解TTL与非门的组成和工作原理。了解TTL集成逻辑门的主要参数和使用常识。5.2TTL集成逻辑门掌握TTL基本门的逻辑功能和主要外特性。了解集电极开路门和三态门的逻辑功能和应用。各种门的输入、输出高低电平差异大。5.2.1TTL与非门基本结构和工作原理体积大。元件参数差异，工作稳定度差。分立元件门电路的不足开关转换速度慢。需要不同电源，功耗大。T5YR3R5ABCR4R2R1T3T4T2+5VT1输入级中间级输出级TTL与非门电路

7、1.电路E2E3E1B等效电路C多发射极三极管T5YR3R5ABCR4R2R1T3T4T2+5VT1(1)输入全为高电平“1”(3.6V)时2.工作原理4.3VT2、T5饱和导通钳位2.1VE结反偏截止“0”(0.3V)负载电流（灌电流）输入全高“1”,输出为低“0”1VT1R1+UccT4TTL电路输入端悬空时相当于输入高电平。注意T5YR3R5ABCR4R2R1T3T4T2+5VT11VT2、T5截止负载电流（拉电流）(2)输入端有任一低电平“0”(0.3V)(0.3V)“1”“0”输入有低“0”输出为高“1”流过E结的电流为正向电流5VVY5-0.7

8、-0.7=3.6V电压传输特性测试电路0uO/VuI