数字电子技术课件 门电路.ppt

《数字电子技术课件 门电路.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第三章门电路3.1概述一.门电路实现基本运算、复合运算的单元电路如与门、与非门、或门······门电路中以高/低电平表示逻辑状态的1/0二.电平信号1.电压范围输入：VIH、VIL输出：VOH、VOL常用TTL器件若MOS器件，高低电平界限不同2.获得高、低电平信号的方法开关S理想开关S合：=0=L开：=VCC=HS开关可用VI信号控制门电路中器件：二极管和三极管可作开关负逻辑：高电平表示0，低电平表示1高/低电平都允许有一定的变化范围正逻辑：高电平表示1，低电平表示0三正、负逻辑3.2半导体二极管门电路二极管的结构：PN结+引线+封装构成PN二极管的伏安特

2、性正向导通区反向截止区反向击穿区3.2.1二极管的开关特性：高电平：VIH=VCC低电平：VIL=0VI=VIHD截止，VO=VOH=VCCVI=VILD导通，VO=VOL=0.7V二极管特性：加正向向电压导通加反向电压截止可作开关二极管的开关等效电路：二极管的动态电流波形：反向恢复时间tre二极管作开关缺点：有0.7V压降（硅管）有延迟3.2.2二极管与门设VCC=5V加到A,B的VIH=3VVIL=0V二极管导通时VDF=0.7V3.7V3V3V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V0V0VYBA111001010000YBA规定3V以上为10.7V以

3、下为0与逻辑电平关系与逻辑真值表缺点：当VIL=0.3V时，Vo=1V.（无法确定高低电平），应避免输入与输出差0.7v，若多级会电平偏移3.2.3二极管或门设VCC=5V加到A,B的VIH=3VVIL=0V二极管导通时VDF=0.7V2.3V3V3V2.3V0V3V2.3V3V0V0V0V0VYBAABY000011101111规定2.3V以上为10V以下为0二极管构成的门电路的缺点电平有偏移带负载能力差只用于IC内部电路双极型三极管的开关特性（BJT,BipolarJunctionTransistor）3.5TTL门电路3.5.1半导体三极管的开关特性一

4、、双极型三极管的基本开关电路只要参数合理：VI=VIL时，T截止，VO=VOHVI=VIH时，T导通，VO=VOL工作状态分析：工作状态分析：二、三极管的开关等效电路截止状态饱和导通状态三、三极管反相器三极管的基本开关电路就是非门实际应用中，为保证VI=VIL时T可靠截止，常在输入接入负压。参数合理？VI=VIL时，T截止，VO=VOHVI=VIH时，T截止，VO=VOL例3.5.1：计算参数设计是否合理5V-8V3.3KΩ10KΩ1KΩβ=20VCE(sat)=0.1VVIH=5VVIL=0V例3.5.1：计算参数设计是否合理将发射极外接电路化为等效的VB

5、与RB电路因此，参数设计合理数字集成电路数字集成电路分为双极型、单极型和混合型。简称IC数字集成电路从集成度上分小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）。TTL型与CMOS型。3.5.2TTL反相器的电路结构和工作原理一、电路结构设推拉式电路二、电压传输特性二、电压传输特性二、电压传输特性需要说明的几个问题：三、输入噪声容限一、输入特性3.5.3TTL反相器的静态输入特性和输出特性输入端的等效电路如图所示输入低电平电流输入端为高电平时，T1管处于倒置状态，这时的输入电流只是be结的反向电流，I

6、m很小，40微安以下。一、输入特性3.5.3TTL反相器的静态输入特性和输出特性输入电流随输入电压变化的曲线——输入特性曲线如图所示。1.输入伏安特性2.输入负载特性1231.41＜，相当于接0＞，相当于接13.输入端悬空，相当于接1二、输出特性1、高电平输出特性输出高电平时，输出端等效电路如图所示：在负载电流较小的范围内，负载电流的变化对VOH影响很小；随着负载电流的绝对值增大，T4管进入饱和状态，VOH随负载电流线性下降，如图所示：IOH≤0.4mA2、低电平输出特性低电平输出端等效电路如图所示：T5饱和导通，导通压降很低，负载电流增加时，低电平VOL仅

7、稍有升高。输出特性曲线如图所示：3.5.3TTL反相器的静态输入特性和输出特性例：扇出系数（Fan-out），试计算门G1能驱动多少个同样的门电路负载。扇出系数N=IO（驱动门）II（负载门）解：G1的负载电流是所有负载门输入电流之和；对于低电平，由输入特性可知，当VI=0.2V时每个门的输入电流iI=-1mA。对于高电平，由输入特性可知，每个门的输入电流为40微安。取N=10。3.5.5其他类型的TTL门电路一、其他逻辑功能的门电路1.与非门二、集电极开路的门电路1、推拉式输出电路结构的局限性①输出电平不可调②负载能力不强，尤其是高电平输出③输出端不能并联

8、使用OC门2、OC门的结构特点OC门实现的线与3、外