电子技术初步 数字电路 教学课件 作者 教学演示第2章 门电路与组合逻辑电路.ppt

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1、电子技术初步（数字电路）教师姓名：职称：Email：第2章门电路与组合逻辑电路第1节分立元件门电路和集成逻辑门电路第2节基本门电路和常用集成门电路的逻辑功能测试第3节组合逻辑电路的分析与设计退出第4节常用组合逻辑电路第5节译码驱动器、数码显示器和加法器第6节组合逻辑电路中的竞争－冒险www.ceac.org.cn第1节分立元件门电路和集成逻辑门电路F学习目的：了解TTL和CMOS门的电路结构、外特性、主要参数、使用方法和注意事项正确理解两种类型门电路的接口www.ceac.org.cn本次课知识点：TTL和

2、CMOS门的电路结构、外特性、主要参数、使用方法两种类型门电路的接口第1节分立元件门电路和集成逻辑门电路www.ceac.org.cn1.1二极管门电路1、二极管门电路（a）（b）二极管组成的与门电路由上图可知，输出F与输入A、B之间符合“与”的逻辑关系，所以叫“与门”电路。根据逻辑式，不难画出在给定输入波形下的输出波形，如上图(b)所示。二极管与门www.ceac.org.cn（a）（b）二极管组成的与门电路二极管或门电路如下图(a)所示，输出F与输入A、B之间符合“或”的逻辑关系，即该电路能实现“或”逻辑

3、运算，所以叫“或门”电路，其逻辑式为。波形图举例如下图(b)所示。二极管或门1.1二极管门电路www.ceac.org.cn2、三极管门电路三极管非门如下图所示，输出F与输入A之间符合“非”的逻辑关系，即该电路能实现“非”逻辑运算，所以叫“非门”电路。三极管非门1.1二极管门电路www.ceac.org.cn与非门与非门和或非门①与非门将二极管与门和反相器连接起来，就可以构成如下图所示的与非门。输出F与输入A，B之间符合“与非”的逻辑关系，即该电路能实现“与非”逻辑运算，所以叫“与非门”电路。1.1二极管门电

4、路www.ceac.org.cn或非门②或非门将二极管或门和反相器连接起来，就构成了如下图所示的或非门。输出F与输入A和B之间符合“或非”的逻辑关系，即该电路能实现“或非”逻辑运算，所以叫“或非门”电路。1.1二极管门电路www.ceac.org.cn3、TTL门电路54/74系列TTL与非门典型电路各个系列的TTL与非门大致都是由输入级、倒相级和输出级组成的，下图给出了54/74H系列的TTL与非门的典型电路。TTL与非门的工作原理电路结构1.1二极管门电路www.ceac.org.cn当TTL逻辑电路的输

5、入端悬空时，可导致输入为1状态。因为这时电源UCC通过R1和T1的集电结可使T2、T5导通。注意：综合上述分析，F和A、B为与非关系，即有效地降低了输出级的静态功耗，并提高了对负载的驱动能力。D1、D2为输入端箝位二极管，它们可以限制输入端出现的负极性干扰脉冲，对多发射极三极管起保护作用。1.1二极管门电路www.ceac.org.cnTTL与非门的电压传输特性电压传输特性描述了门电路的输入电压和输出电压之间的关系。如下图所示是TTL与非门的电压传输特性。TTL与非门的外特性及其主要参数（1）电压传输特性1.

6、1二极管门电路www.ceac.org.cn（2）主要参数①输入高电平UIH和输入低电平UIL②输出高电平UOH和输出低电平UOL③开门电平UON和关门电平UOFF④阈值电压UTH：⑤噪声容限电压：低电平噪声容限电压UNL=UOFF－UIL高电平噪声容限电压UNH=UIH－UON⑥扇出系数NO：NO≥8⑦平均传输延迟时间tpd：1.1二极管门电路www.ceac.org.cn为了解决“线与”问题，在TTL电路中把门电路输出级改为集电极开路的三极管结构，简称OC门。其它类型的TTL门电路（1）集电极开路的门电路

7、（OC门）1.1二极管门电路www.ceac.org.cn下图（a）、（b）分别给出了OC门的电路结构和逻辑符号。只要RP的数值选择得当，就能做到既保证输出高、低电平符合要求，又能做到输出级三极管不过载。集电极开路与非门的电路及逻辑符号1.1二极管门电路www.ceac.org.cn三态输出与非门简称三态门。所谓三态门，是指其输出有三种状态，即高电平、低电平和高阻态(开路状态)。图2-10所示是三态门的逻辑图。（2）三态输出与非门TTL三态与非门的逻辑图如图（a）所示的三态门是控制端为高电平时有效。如图（b）

8、所示的三态门是控制端为低电平时有效。1.1二极管门电路www.ceac.org.cn4、CMOS门电路CMOS集成逻辑器件具有输入电阻高、功耗小、带负载能力强、抗干扰能力强、电源电压范围宽、集成度高等优点，因此目前CMOS集成逻辑电路比TTL电路应用更为广泛。CMOS器件的系列较多，有4000、HC、HCT、AC、ACT等。其中4000为普通CMOS；HC为高速CMOS；HCT为能够与TTL兼容的C