数字电路阎石第3章总结

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1、第3章门电路电路复习：基尔霍夫电流定律（KCL）:结点的工匸0基尔霍夫电压定律（KVL）:回路的工u=0戴维宁定理：任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势E的理想电压源和一个内阻R0串联的电源来等效代替电动势E的数值为有源二端网络的开路电压U。。内阻Ro的数值为有源二端网络去源后的网络电阻（令电动势为零，用短路线代替；令恒流源为零，将其开路）3.1概述门电路：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门3.2半导体二极管门电路二极管与门二极管或门二极管的开关待性二极管构成的门电路的缺点：1）电平有偏移；2）带负载能力差；故一般只用于1C内部电路高、低电平的基本开关

2、电路：1）单开关电路（功耗较大）、2）互补开关电路（功耗极小）集成电路：分为双极型一TTL电路、单极型一CMOS电路、混合型3.3CMOS门电路1、MOS管的开关特性BN沟道增强型MOS管（简称NMOS管）:道，Vgs控制iD1）输入、输出特性输入特性：栅极电流等于零输出特性（漏极特性）：Vgs>Vgsu）开启电压，D・S间形成导电沟NMOS管转移特性截止区：>%伽仏严心^GS（th）见MOS管转移特性曲线，其中Ids是VGs=2VGS（th）W的i°值）可变电阻区：

3、当Vds较低（近似为0）,Vgs—定时，心v=喩仏

4、畑定值=常数，电阻R（）n受Vgs控制、可变。近似与Vqs成反比，通常R（）n<1KQ共源接法NMOS管输出特性2）MOS管的基本开关电路：相当于一个受W控制的开关3)MOS管的四种类型增强型NMOS：P型衬底，N导电沟道，Vgs=0时没有导电沟道开启电压VGS(th)为正，工作时使用正电源，同时将衬底接源极或系统的最低电位上。Vds、VGS(th)为"+"极性增强型PMOS：N型衬底，P导电沟道，Vgs=0时没有导电沟道开启电压VGS(ih)为负,工作时使用负电源，同时将衬底接源极或系统的最高电位上。Vds、VGS(ih

5、)为“■”极性耗尽型NMOS：P型衬底，N导电沟道，Vgs=0时C有沟道存在,Vgs为正时沟道变宽iD增大。Vgs为负吋沟道变窄iD减小，直到VGS

6、VGS

7、>

8、VGS(th)

9、时(即VGSVGs(0fo吋，导电沟道消失,管子截止。正常工作时，衬底B接源极S或接至系统的最高电位上.2、C

10、MOS反相器的电路结构和工作原理如右图CMOS逻辑门，由参数对称的增强型N沟道和P沟道MOS管构成，上面负载管(有源负载)代替了电阻。1)电压、电流传输特性VO卩DDA1—31Vnn2f——T1VostthJNVosdhjpOyVnoVdd电压传输特性的段：匕7；导通,CD段：V,>-VC5(7.H)/,,厶导通，人截止=>=0眈段：VC5(rH)jVv匕vV”-

11、%w

12、时，⑴匚同时导通若^，卩参数完全对称，=yVD/,时，=丄匕巾—22)输入端噪声容限离匕7和v仏的一定范围内，V。基本不变；在输岀变化允许范围内，允许输入的变化范围称为输入噪声容限例：如图，前一级的输出就是

13、后一级的输入7NH~^OH(min)_Kw(min)7NL-V〃“(max)^OUmax)///Z/Z/z□输岀2嫁ViIftrnn)VH・gjO

14、vNLf=认血)一Vw(min)=(%一°・1V)一Vw(min)=%-0.1V-0.7%«30%%f一bg产一Ms+°・IV)二0.3%-($+0・1V)=30%Vdd结论：提高VDD可以提高CMOS反相器的噪声容限3、CMOS反相器的静态输入和输出特性1b1W!-AAA-1I2J一■wTi一J洽入保护电路it-0.7Vf+0・7V4000系列输入特性%Td^OL'74HC系列输入特性低电平输出特性：VOL=f(IOL)^样的

15、/。厶下,高电平输岀特性：％=川。〃）,同样的下，

16、%卩=%J越少结论：反向器输出的高低电平与负载电流的大小有关4、CMOS反相器的动态特性1）传输延迟时间1.原因：C；和q充放电，因为&爪•较大所以Q充放电影响也较大；2•仏，也受5%影响;3®〃."〃〃，74HC系列为10ns,74AHC系列为5ns。2）交流噪声容限vi3）动态功耗1导通功耗：PT=vDDiTAV,n中总=#（［皿+爲力）静态功耗极小，与动态功耗相比，可以忽略2.负载电容充放电功耗&.：当耳/,%»经“向Q充电有ip；当经儿放电，有G可得平均功