电子技术精品课程-数字电路第2章 逻辑门电路课件.ppt

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1、2.1半导体器件的开关特性2.2分立元件门电路2.3TTL集成门电路2.4CMOS集成门电路第2章逻辑门电路7/29/20211获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态。逻辑0、1：电路中用高、低电平来表示。2.1半导体二极管和三极管的开关特性1、二极管的开关特性逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等。二极管符号：正极负极＋uD－7/29/20212ui＝0V时，二极管截止，如同开关断开

2、，uo＝0V。ui＝5V时，二极管导通，如同0.7V的电压源，uo＝4.3V。ui<0.5V时，二极管截止，iD=0。ui>0.5V时，二极管导通。7/29/202132、三极管的开关特性7/29/20214＋－RbRc+VCCbce＋－截止状态饱和状态iB≥IBSui=UIL<0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3V＋－RbRc+VCCbce＋－＋＋－－0.7V0.3V饱和区截止区放大区7/29/20215②ui=0.3V时，因为uBE<0.5V，iB=0，三极管工作在截止状态，ic=0。因为ic=0，所以输出电

3、压：①ui=1V时，基极电流：因为0IBS，三极管工作在饱和状态。输出电压：uo＝uCES＝0.3V例：7/29/20216转移特性曲线输出特性曲线uiuiGDSRD+VDDGDSRD+VDDGDSRD+VDD截止状态uiUTuo≈03、场效应管的开关特性7/29

4、/202172.2分立元件门电路Y=AB1、二极管与门&7/29/202182、二极管或门Y=A+B7/29/202193、三极管非门①uA＝0V时，三极管截止，iB＝0，iC＝0，输出电压uY＝VCC＝5V②uA＝5V时，三极管导通。基极电流为：iB＞IBS，三极管工作在饱和状态。输出电压uY＝UCES＝0.3V。三极管临界饱和时的基极电流为：7/29/202110①当uA＝0V时，由于uGS＝uA＝0V，小于开启电压UT，所以MOS管截止。输出电压为uY＝VDD＝10V。②当uA＝10V时，由于uGS＝uA＝10V，大

5、于开启电压UT，所以MOS管导通，且工作在可变电阻区，导通电阻很小，只有几百欧姆。输出电压为uY≈0V。7/29/2021112.3TTL集成门电路一、TTL与非门工作原理倒置状态7/29/2021120.3V1.0V3.6VT2，T5截止1.有一个输入端输入低电平T4，D3导通7/29/2021132.1V3.6V3.6VT2饱和,T5深度饱和0.7V1.0VT3，T4截止0.3V2.两个输入端都输入高电平7/29/202114功能表真值表逻辑表达式输入有低，输出为高；输入全高，输出为低。7/29/20211574LS0

6、0内含4个2输入与非门，74LS20内含2个4输入与非门。7/29/202116TTL非门、或非门①A=0时，T2、T5截止，T3、T4导通，Y=1。②A=1时，T2、T5导通，T3、T4截止，Y=0。TTL非门只有一个输入端7/29/202117TTL或非门7/29/202118二、TTL电路的特性和参数抗干扰能力(1)输出高电平值VOH典型值：3.6VVOH(min)=2.4V(2)输出低电平值VOL典型值：0.3VVOL(max)=0.4V7/29/202119(3)输入高电平值VIHVIH(min)=VON=2.0

7、V保证输出为低电平的最小输入高电平(4)输入低电平值VILVIL(max)=VOFF=0.8V保证输出为高电平的最大输入低电平vIvO03.6V0.3V2.4V0.4VVOFFVON(5)噪声容限VNH=VOH(min)–VONVNL=VOFF–VOL(max)7/29/2021202.带负载能力(1)输入低电平电流IIL典型值1.6mA(2)输入高电平电流IIH典型值40uA7/29/202121(3)输出低电平电流IOL带灌电流负载能力：典型值16mAT4截止T5饱和IOL=IC57/29/202122(4)输出高电平

8、电流IOH带拉电流负载能力：典型值0.4mAIOH=IE47/29/202123(5)扇出系数NO门电路能够驱动同类门电路的个数3.平均传输延迟时间tPdtPHL输出由高电平变为低电平的时间tPLH输出由低电平变为高电平的时间tPd=(tPHL+tPLH)/27/29/202124TTL系列集成电路①7