(数字电子技术基础)第2章 门电路.ppt

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1、电子技术数字电路部分第二章门电路1第二章门电路§2.1概述§2.2分离元件门电路§2.3TTL集成门电路§2.4其它类型的TTL门电路§2.5MOS门电路2门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与我们所讲过的基本逻辑关系相对应，门电路主要有：与门、或门、与非门、或非门、异或门等。在数字电路中，一般用高电平代表1、低电平代表0，即所谓的正逻辑系统。§2.1概述310ViVoKVccR只要能判断高低电平即可K开------Vo=VCC，输出高电平1K合------Vo=0v，输出低电平0可用三极管代替高电平下限低电平上限Vcc4R1R2AF+VccuAtuFt+Vcc0.3V

2、三极管的开关特性：5二极管与门FD1D2AB+12V设二极管的饱和压降为0.3伏。§2.2分立元件门电路F=AB6二极管或门FD1D2AB-12VF=A+B7R1DR2AF+12V+3V三极管非门嵌位二极管（三极管的饱和压降假设为0.3V）F=A8R1DR2F+12V+3V三极管非门D1D2AB+12V二极管与门与非门F=AB9二极管－三极管或非门和与或非门我们利用二极管或门和三极管非门串联可以组成或非门。即：F=A+B如果将与门的输出与或非门的输入相连就可构成与或非门。即：F=AB+CD101.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

3、立元件门电路的缺点与分立元件电路相比，集成电路具有体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、输出电平匹配，所以早已广泛采用。11数字集成电路的分类数字集成电路按其内部有源器件的不同可以分为两大类。一类为双极型晶体管集成电路，它主要有晶体管—晶体管逻辑(TTL-TransistorTransistorLogic)、射极耦合逻辑(ECL-EmitterCoupledLogic)和集成注入逻辑(I2L-IntegratedInjectionLogic)等几种类型。另一类为MOS(MetalOxideSemiconductor)集成电路，其有源器件采用金属—氧化物—半导体场效

4、应管，它又可分为NMOS、PMOS和CMOS等几种类型。12目前数字系统中普遍使用TTL和CMOS集成电路。TTL集成电路工作速度高、驱动能力强，但功耗大、集成度低；MOS集成电路集成度高、功耗低。超大规模集成电路基本上都是MOS集成电路，其缺点是工作速度略低。目前已生产了BiCMOS器件，它由双极型晶体管电路和MOS型集成电路构成，能够充分发挥两种电路的优势，缺点是制造工艺复杂。13小规模集成电路(SSI-SmallScaleIntegration)，每片组件内包含10~100个元件(或10~20个等效门)。中规模集成电路(MSI-MediumScaleIntegr

5、ation)，每片组件内含100~1000个元件(或20~100个等效门)。大规模集成电路(LSI-LargeScaleIntegration)，每片组件内含1000~100000个元件(或100~1000个等效门)。超大规模集成电路(VLSI-VeryLargeScaleIntegration)，每片组件内含100000个元件(或1000个以上等效门)。14目前常用的逻辑门和触发器属于SSI，常用的译码器、数据选择器、加法器、计数器、移位寄存器等组件属于MSI。常见的LSI、VLSI有只读存储器、随机存取存储器、微处理器、单片微处理机、位片式微处理器、高速乘法累加器

6、、通用和专用数字信号处理器等。此外还有专用集成电路ASIC，它分标准单元、门阵列和可编程逻辑器件PLD。PLD是近十几年来迅速发展的新型数字器件，目前应用十分广泛.152.3.1TTL与非门的基本原理§2.3TTL集成门电路16TTL与非门的内部结构+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC“与门”“非门”“达林顿结构”171.任一输入为低电平（0.3V）时0.3v1V不足以让T2、T5导通三个PN结导通需2.1V+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC18+5VFR4R2R13kR5T3T4

7、T1b1c1ABC1.任一输入为低电平（0.3V）时“0”1Vuouo=5-uR2-ube3-ube43.6V高电平！192.输入全为高电平（3.4V）时“1”全导通电位被嵌在2.1V全反偏1V截止+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC0.7V0.3V202.输入全为高电平（3.4V）时+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC全反偏“1”饱和uF=0.3V212.3.2TTL与非门的特性和技术参数22一、电压传输特性2.3.2TTL与非门的特性和技术参数测试电路&+5