合肥工业大学 数电课件 三 逻辑门电路.ppt

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1、三逻辑门电路介绍各种门电路的功能及特点，掌握门电路的外部特性即引脚功能及其应用。概述第3章逻辑门电路在第一章中，我们已经知道逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。其主要类型有与门、或门、与非门、或非门、异或门等。由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范围。门电路的输出状态与赋值对应关

2、系：一般采用正逻辑即高电位对应“1”；低电位对应“0”。1UCC高电平00V低电平利用管子的开关特性能够实现各种门电路。二极管、三极管的开关特性R1.二极管的开关特性导通截止相当于开关断开相当于开关闭合S3V0VSRRD3V0V2.三极管的开关特性饱和截止3V0VuO0相当于开关断开相当于开关闭合uOUCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V0V3.1基本逻辑门电路3.1.1二极管“与”门电路1.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

3、”，输出Y为“0”。0V0V0V0V0V3V+U12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC“与”门逻辑状态表0V3V满足什么逻辑关系？表达式？逻辑符号？“与”想一想：Y=ABC&ABYC3.1.2二极管或门电路1.电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或”门逻辑状态表3V3V-U12VRDADCABYDBC2.工作原理输入A、B、C全为低电平“0”，输出Y为“0”。输入

4、A、B、C有一个为“1”，输出Y为“1”。满足什么逻辑关系？表达式？逻辑符号？“或”想一想：Y=A+B+CABYC>13.1.3三极管“非”门电路+UCC-UBBARKRBRCYT10截止饱和逻辑表达式：Y=A“0”10“1”1.电路“0”“1”AY“非”门逻辑状态表逻辑符号1AY例：根据输入波形画出输出波形ABY1有“0”出“0”，全“1”出“1”有“1”出“1”，全“0”出“0”&ABY1>1ABY2Y2R1DR2F+12V+3V三极管非门D1D2AB+12V二极管与门&ABFR1DR2F+12V+3V三极管非门D1

5、D2AB+12V二极管与门逻辑式：&ABF逻辑符号：3.1.4“与非”门电路1.体积大、工作不可靠。2.需要不同电源。3.各种门的输入、输出电平不匹配。分立元件门电路的缺点：采用类似的方法还可以构成或非门、异或门等。数字集成电路：在一块半导体基片上制作出一个完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。使用时接：电源、输入和输出。数字集成电路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价格便宜的特点。3.2TTL数字集成逻辑门电路(三极管—三极管逻辑门电路)TTL门电路是双极型集成电路，与分立元件相比，具有速度快、可靠性高和微型化等优点，

6、目前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集成“与非”门电路的工作原理、特性和参数。输入级中间级输出级3.2.1TTL“与非”门电路1.电路T5YR3R5ABCR4R2R1T3T4T2+5VT1E2E3E1B等效电路C多发射极三极管“与”“非”复合管形式T5YR3R5ABCR4R2R1T3T4T2+5VT1“1”(3.6V)(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”1VT5YR3R5ABCR4R2

7、R1T3T4T2+5VT12.工作原理1VT2、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VY5-0.7-0.7=3.6V5V有“0”出“1”全“1”出“0”“与非”逻辑关系00010011101111011001011101011110ABYC“与非”门逻辑状态表Y=ABC逻辑表达式：Y&ABC“与非”门3.2.1TTL“与非”门的技术参数(1)电压传输特性：输出电压UO与输入电压Ui的关系。CDE电压传输特性测试电

8、路01231234Ui/VUO/V&+5VUiUoVVAB阈值电压UT=1.4vABCDE(2)TTL“与非”门的参数电压传输特性典型值UOH=3.6V，UOH(min)=2.4V典型值UOL=0.3V，UOL(max)=0.4V输出高电平电压UOH输出低电平电压UOL输出高电平电压UOH和输出低电平电压UOLUO