电子技术基础数字部分(康华光第5版)ch03-3.ppt

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1、3.6逻辑门电路使用中的几个实际问题3.6.1各种门电路之间的接口问题3.6.2门电路带负载时的接口问题1)驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）。在数字电路或系统的设计中，往往将TTL和CMOS两种器件混合使用，以满足工作速度或者功耗指标的要求。由于每种器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时，要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：2)驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流（属于门电路的扇出数问题）；3.6.1各种门电路之间的接口问题

2、vOvI驱动门负载门11VOH(min)vOVOL(max)vIVIH(min)VIL(max)负载器件所要求的输入电压VOH(min)≥VIH(min)VOL(max)≤VIL(max)灌电流IILIOLIIL拉电流IIHIOHIIH10111…1n个01110…1n个对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流IOH(max)≥IIH(total)IOL(max)≥IIL(total)驱动电路必须能为负载电路提供足够的驱动电流驱动电路负载电路1、）VOH(min)≥VIH(min)2、）VOL(max)≤VIL(max

3、)4、）IOL(max)≥IIL(total)驱动电路必须能为负载电路提供合乎相应标准的高、低电平IOH(max)≥IIH(total)3、）1CMOS门电路的使用知识1．输入电路的静电保护CMOS电路的输入端设置了保护电路，给使用者带来很大方便。但是，这种保护还是有限的。由于CMOS电路的输入阻抗高，极易产生感应较高的静电电压，从而击穿MOS管栅极极薄的绝缘层，造成器件的永久损坏。为避免静电损坏，应注意以下几点：CMOS门电路和TTL门电路的使用知识及相互连接返回（1）所有与CMOS电路直接接触的工具、仪表等必须

4、可靠接地。（2）存储和运输CMOS电路，最好采用金属屏蔽层做包装材料。2．多余的输入端不能悬空。输入端悬空极易产生感应较高的静电电压，造成器件的永久损坏。对多余的输入端，可以按功能要求接电源或接地，或者与其它输入端并联使用。2TTL门电路的使用知识1．多余或暂时不用的输入端不能悬空，可按以下方法处理：（1）与其它输入端并联使用。（2）将不用的输入端按照电路功能要求接电源或接地。比如将与门、与非门的多余输入端接电源，将或门、或非门的多余输入端接地。返回(1)在每一块插板的电源线上，并接几十μF的低频去耦电容和0.01

5、~0.047μF的高频去耦电容，以防止TTL电路的动态尖峰电流产生的干扰。(2)整机装置应有良好的接地系统。2．电路的安装应尽量避免干扰信号的侵入，保证电路稳定工作。3TTL门电路和CMOS门电路的相互连接TTL和CMOS电路的电压和电流参数各不相同，需要采用接口电路。一般要考虑两个问题：一是要求电平匹配，即驱动门要为负载门提供符合标准的输出高电平和低电平；二是要求电流匹配，即驱动门要为负载门提供足够大的驱动电流。1.TTL门驱动CMOS门（1）电平不匹配TTL门作为驱动门，它的UOH≥2.4V,UOL≤0.5V；

6、CMOS门作为负载门，它的UIH≥3.5V，UIL≤1V。可见，TTL门的UOH不符合要求。（2）电流匹配CMOS电路输入电流几乎为零，所以不存在问题。（3）解决电平匹配问题TTL门驱动CMOS门①外接上拉电阻RP在TTL门电路的输出端外接一个上拉电阻RP，使TTL门电路的UOH≈5V。（当电源电压相同时）②　选用电平转换电路(如CC40109)若电源电压不一致时可选用电平转换电路。CMOS电路的电源电压可选3~18V；而TTL电路的电源电压只能为5V。③采用TTL的OC门实现电平转换。若电源电压不一致时也可选用O

7、C门实现电平转换。2.CMOS门驱动TTL门（1）电平匹配CMOS门电路作为驱动门，UOH≈5V，UOL≈0V；TTL门电路作为负载门，UIH≥2.0V，UIL≤0.8V。电平匹配是符合要求的。（2）电流不匹配CMOS门电路4000系列最大允许灌电流为0.4mA，TTL门电路的IIS≈1.4mA，CMOS4000系列驱动电流不足。（3）解决电流匹配问题CMOS电路常用的是4000系列和54HC/74HC系列产品，后几位的序号不同，逻辑功能也不同。①选用CMOS缓冲器比如，CC4009的驱动电流可达4mA。②选用高速

8、CMOS系列产品选用CMOS的54HC/74HC系列产品可以直接驱动TTL电路。表1各种系列门电路的主要参数表2常用集成门电路(TTL系列）型号名称主要功能74LS00四2输入与非门74LS02四2输入或非门74LS04六反相器74LS05六反相器OC门74LS08四2输入与门74LS13双4输入与非门施密特触发74LS308输入与非门74LS32四2输入或