数字电子技术朱幼莲电子课件教学课件 02 逻辑门电路.ppt

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1、第2章逻辑门电路集成电路把若干个器件及其连线，按照一定的功能要求，制做在同一块半导体基片上的产品。数字集成电路（逻辑集成电路）完成逻辑功能或数字功能的集成电路。集成逻辑门最简单的数字集成电路。7400引脚配置及DIP封装外形图本章教学要求熟练掌握常用门电路的符号及逻辑功能；了解TTL与非门的工作原理；熟悉TTL、CMOS集成逻辑门的外部特性、主要参数和使用方法；理解集电极开路门和三态门的主要特点及应用；了解ECL的特点。正逻辑高电平UOH“真”(‘1’)；低电平UOL“假”(‘0’)。负逻辑与上相反高电平UOH“假”(‘0’)；低电平UOL“真”(‘1’)。逻辑电平（UOH和UOL）

2、因逻辑器件内部结构不同而异;UOH和UOL的差值愈大，电路可靠性越高。正负逻辑获得高低电平的原理输入信号Ui控制晶体管起到开关S的作用：开关S断开时，输出电压UO为高电平；开关S导通时，输出电压UO为低电平；输入、输出电压的高低电平都是一个范围1.按集成度分类一、逻辑门电路的分类名称缩写元件集成度等效门实例小规模集成电路(SmallScaleIntegration)SSI10~100个10～20个逻辑门、触发器等中规模集成电路(MediumScaleIntegration)MSI100～1000个20～100个译码器、MUX、加法器、计数器大规模集成电路(LargeScaleIntegrat

3、ion)LSI1000～100000个100～1000个RAM、ROM、微处理器、单片机、DSP、ASIC等超大规模集成电路(LargeScaleIntegration)VLSI100000个以上1000个以上2.按基本结构分类——TTL门(晶体管-晶体管逻辑门)ECL门(射极耦合逻辑门)I2L门(集成注入逻辑门)PMOS门(P沟道增强型MOS管构成的逻辑门)NMOS门(N沟道增强型MOS管构成的逻辑门)CMOS门(利用PMOS管和NMOS管构成的互补电路）双极型逻辑门单极型逻辑门3.按逻辑门电路的型号分类（TI）4000系列HC/HCT(高速系列)AHC/AHCT、VHC/VHCT(改进高

4、速系列)LVC(低压系列)ALVC(改进低压系列)SN54/74系列74H(高速系列)74L(低功耗系列)74S(肖特基系列)74AS(改进肖特基系列)74LS(低功耗肖特基系列)74LS(低功耗肖特基系列)74F(快速系列)TTL门CMOS门54系列——军用型：尺寸小、功耗小、可靠性高、工作温度范围大（-55℃～+125℃）74系列——民用型，低成本改进型，工作温度（0℃～+70℃）P:39P:484.按逻辑功能分类与门或门非门与非门或非门与或非门异或门同或门5.按结构分类OC门（集电极开路输出门）TS门（三态输出门）CMOS门TTL门普通结构门特殊结构门OD门（漏极开路输出门）TG门（C

5、MOS传输门）TS门（三态输出门）TTL电路具有速度快、驱动能力强的特点。缺点，是功耗比较大，只能做成小规模和中规模集成电路。CMOS集成电路最突出的优点在于功耗极低，所以非常适合于制作大规模集成电路。随着CMOS制作工艺的不断进步，无论在工作速度还是在驱动能力上，CMOS电路都已经可与TTL电路比拟。因此，CMOS电路将逐渐取代TTL电路而成为数字集成电路的主流产品。1.二极管、三极管逻辑门二极管与门二极管或门三极管非门二、分立门电路和集成门电路功能分析双极型三极管的开关等效电路截止时饱和导通时关门状态开门状态2.TTL与非门OC门在使用时输出端必须外接一个电阻到+VCC，称为上拉电阻3.

6、集电极开路输出门(OC门)OC门–“线与”OC门并联电路等效逻辑电路(b)BADCFF1F2&&&(a)&&ABCD门2门1F1F2线与FRCICC4.漏极开路输出门(OD门)5.三态输出门（TS门）EN=1正常的与非门EN=0禁止状态输出端相当于悬空三态门与负载之间无信号联系注意禁止状态不是逻辑状态三态门不是三值逻辑门三态门的图形符号低电平有效：高电平有效：三态缓冲门三态倒相门三态与门三态与非门三态门的应用在公用通道（总线）上轮流传送信息实现输入输出双向传输端口输出G=0输入G=1【例】写出下图电路的输出函数表达式，画出对应所示输入波形的输出波形。解由图可见，当E=0时，上端三态门工作，下

7、端三态门处于高阻状态，；当E=1时，下端三态门工作，上端三态门处于高阻状态，。由此可得F的综合表达式为：，F对应的输出波形如图所示。6.CMOS传输门及双向模拟开关当C=0，C’=1时，TG门截止；当C=1，C’=0时，TG门导通；外特性：指的是电路在外部表现出来的各种特性。外部特性包含两个内容：输出与输入间的逻辑关系，即逻辑功能；外部的电气特性，包括电压传输特性、输入特性、输出特性等。三、TTL集成门电路