门电路与组合逻辑电路.ppt

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1、门电路与组合逻辑电路7.1基本逻辑门电路7.2TTL逻辑门电路7.3集成逻辑门电路的应用第七章7.4组合逻辑电路的特点7.5组合逻辑电路的分析方法7.6组合逻辑电路的设计方法7.7组合逻辑模块及其应用1、了解分立元件与、或、非、或非、与非门的电路组成、工作原理、逻辑功能及其描述方法；2、掌握逻辑约定及逻辑符号的意义；3、熟练掌握TTL与非门典型电路的分析方法、电压传输特性、输入特性、输入负载特性、输出特性；了解噪声容限、TTL与非门性能的改进方法；4、掌握OC门、三态门的工作原理和使用方法，正确理解OC门负

2、载电阻的计算及线与、线或的概念；5、掌握CMOS反相器、与非门、或非门、三态门的逻辑功能分析，CMOS反相器的电压及电流传输特性；6、熟练掌握CMOS传输门及双向模拟开关。基本要求逻辑约定在电子电路中，用高、低电平分别表示二值逻辑中的0和1。各种门电路的输出与输入之间的逻辑关系，实质上反映的是用以表示两种逻辑状态的逻辑电平之间的关系。因此，在讨论逻辑关系时，必须定义两个确定的、不同范围的电平来描述两个逻辑状态。逻辑电平：两个不同范围的电位称为逻辑电平，其中电位相对较高的称为逻辑高电平，用H表示；电位相对较低

3、的称为逻辑低电平，用L表示。一、二极管与门和或门电路1．与门电路7.1基本逻辑门电路2．或门电路二、三极管非门电路二极管与门和或门电路的缺点：（2）负载能力差（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值的情况。解决办法：将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组合起来。三、DTL与非门电路工作原理：（1）当A、B、C全接为高电平5V时，二极管D1～D3都截止，而D4、D5和T导通，且T为饱和导通，VL=0.3V，即输出低电平。（2）A、B、C中只要有一个为低电平0.3V时，则VP≈1V，从而使D4、D

4、5和T都截止，VL=VCC=5V，即输出高电平。该电路满足与非逻辑关系：7.2TTL逻辑门电路一、TTL与非门的基本结构及工作原理1．TTL与非门的基本结构2．TTL与非门的逻辑关系（1）输入全为高电平3.6V时。实现了与非门的逻辑功能之一：输入全为高电平时，输出为低电平。T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V），由于T3饱和导通，输出电压为：VO=VCES3≈0.3V这时T2也饱和导通，故有VC2=VE2+VCE2=1V。使T4和二极管D都截止。该发射结导通，VB1=1V。所以T2、T3都截止。由

5、于T2截止，流过RC2的电流较小，可以忽略，所以VB4≈VCC=5V，使T4和D导通，则有：VO≈VCC-VBE4-VD=5-0.7-0.7=3.6（V）实现了与非门的逻辑功能的另一方面：输入有低电平时，输出为高电平。（2）输入有低电平0.3V时。综合上述两种情况，该电路满足与非的逻辑功能，即：二、TTL与非门的开关速度1．TTL与非门提高工作速度的原理（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。（2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。2．TTL与非门传输延迟时间tpd导通延

6、迟时间tPHL——从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的中点所经历的时间。截止延迟时间tPLH——从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的中点所经历的时间。与非门的传输延迟时间tpd是tPHL和tPLH的平均值。即一般TTL与非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒～十几个纳秒。三、TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力1．电压传输特性曲线：Vo=f（Vi）（1）输出高电平电压VOH——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的输出电压。VOH的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最小值VOH（min）=2.4V。2．几

7、个重要参数（2）输出低电平电压VOL——在正逻辑体制中代表逻辑“0”的输出电压。VOL的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最大值VOL（max）=0.4V。(3)关门电平电压VOFF——是指输出电压下降到VOH（min）时对应的输入电压。即输入低电压的最大值。在产品手册中常称为输入低电平电压，用VIL（max）表示。产品规定VIL（max）=0.8V。开门电平电压VON——是指输出电压下降到VOL（max）时对应的输入电压。即输入高电压的最小值。在产品手册中常称为输入高电平电压，用VIH（min）表示。

8、产品规定VIH（min）=2V。（4）阈值电压Vth——电压传输特性的过渡区所对应的输入电压，即决定电路截止和导通的分界线，也是决定输出高、低电压的分界线。近似地：Vth≈VOFF≈VON即Vi＜Vth，与非门关门，输出高电平；Vi＞Vth，与非门开门，输出低电平。Vth又常被形象化地称为门槛电压。Vth的值为1.3V～1.４V。低电平噪声容限VNL＝VOFF-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V高电平