第六章 逻辑门电路ppt课件.ppt

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1、6.1概述1、门电路：实现基本逻辑和常用逻辑运算的电子电路，称为逻辑门电路，简称门电路。2、高、低电平表示两个不同的电压范围，代表两种状态。例如：把2.4V~5V电压范围称为高电平把0~0.8V电压范围称为低电平3、分立元件门电路和集成门电路按集成度分类（1）小规模IC——SSI（含1～10门）（2）中规模IC——MSI（含10～100门）（3）大规模IC——LSI（含100～1000门）（4）超大规模IC——VLSI（含1000门以上）6.2分立元件门电路6.2.1二极管与门1.电路结构和逻辑符号2.工作原理与功能描述（1）功能表ABF000110110001A(V)B(V

2、)F(V)0.30.31.00.33.01.03.00.31.03.03.03.7（3）表达式F=AB（4）工作波形（时序图）ABFRFVCC+5VABD1D20.3V3.0V&ABF6.2.1二极管或门1.电路结构和逻辑符号2.功能（1）功能表ABF000110110111A(V)B(V)F(V)0.30.3-0.40.33.02.33.00.32.33.03.02.3（3）表达式F=A+B（4）工作波形（时序图）ABFRFVBB-5VABD1D20.3V3.0V1ABF6.2.2三极管非门（反相器）1.电路结构和逻辑符号2.功能（1）功能表AF0110（2）真值表A(V

3、)F(V)0.333.00.3（3）表达式F=A（4）工作波形（时序图）AFVIVOR1RCBCETVCC+12VR2-VBB0.3V3.0VAFVCL3VDCL1AFSgdRdYuIVDDA1YAMos场效应管非门：电阻负载，N沟道增强型mosFET管。AY0110A(V)Y(V)010100功能表真值表复合逻辑门——与非门、或非门与非门电路结构如下图：ABF000110111110①真值表：②表达式F=AB③工作波形（时序图）ABFVOR1RCBCETVCC+12VR2-VBBFVCL3VDCLRAB2.或非门电路结构如下图：ABF000110111000①真值表：②表

4、达式F=A+B③工作波形（时序图）ABF-VBBVOR1RCBCETVCC+12VR2FVCL3VDCLRAB6.3CMOS集成逻辑门电路6.3.1CMOS反相器互补MOS（ComplementaryMOS），按照互补对称形式连接1.电路结构驱动管TN——NMOS，UTN=2V负载管TP——PMOS，UTP=-2VTN0V10VVDDD2VOViTPG1G2S1D1S210VVSS+VDDuOuITPD1C2C1RSTND2D3uG2kD1D2D3钳位二极管，RsC1C2相当于低通滤波器，衰减干扰电压，提高可靠性。输入端保护电路GS+-DT1GSD+-T2GSDT2当vGS2

5、≤VTP，(即A=0,VA=VIL=0),当vGS1≥VTN，(即A=1,VA=VIH=VDD),当：A=1T1导通T2截止F=0当：A=0T2导通T1截止F=1P沟道MOSGSDNPPN沟道MOSGSDPNNvGS1vGS2VDD=+5VFA1FAAF压控开关压控开关2.CMOS反相器的工作原理形成P沟道，T2导通F=1;T1截止。形成N沟道，T1导通F=0;T2截止。GDST1AVDD=+5VFVDD=+5VAF3.电压、电流传输特性(1)电压传输特性：AB段：uI

6、的状态与之相反。+VDD+5VG1D1S1uIuOTNTPD2S2G2+-uGSN+-uGSP0V+5VABCDEFUTNVDDUTHUTPUNLUNH0uO/VuI/V转折电压阈值电压BC段：TN开始导通,但导通电阻较大,uO略下降。uI>VTN，CD段：TN、TP均导通。uI=VDD/2(2)电流传输特性：ABCDEF0iD/mAuI/VUTH电压传输特性AB、EF段:TN、TP总有一个为截止状态，故iD0。CD段：TN、Tp均导通，流过两管的漏极电流达到最大。电流最大值iD=iD（max)iD+VDD+5VG1D1S1uIuOTNTPD2S2G2+-uGSN+-uGS

7、P0V+5VABCDEFUTNVDDUTHUTPUNLUNH0uO/VuI/V转折电压（VDD=3~18V）阈值电压：UTH=0.5VDD电流传输特性即噪声容限是指uO为规定值时，允许uI波动的最大范围。VNL：输入为低电平时的噪声容限。VNH：输入为高电平时的噪声容限。4.输入端噪声容限实际应用中，由于外界干扰、电源波动等原因，可能使输入电平VI偏离规定值。为了保证电路可靠工作，应对干扰的幅度有一定限制，称为噪声容限。1输出0输出1输入0输入UOH,minUIH,minUNHUIL,maxUOL,m