数字电子技术门电路ppt课件.ppt

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1、第三章门电路3.1导论3.2分立元件门电路3.3TTL门电路3.4其它类型TTL门电路3.5CMOS逻辑门3.1导论逻辑门电路的分类：分立元件集成逻辑门电路双极型——MOS——1、按所采用的半导体器件进行分类采用双极型半导体器件作为元件,速度快、负载能力强，但功耗较大、集成度较低。采用金属-氧化物半导体场效应管作为元件。结构简单、制造方便、集成度高、功耗低，但速度较慢。双极型集成电路又可进一步可分为：DTL晶体管-晶体管逻辑电路TTL(TransistorTransistorLogic)；发射极耦合逻辑电路ECL(EmitterCoupledLogic)。集成注入

2、逻辑电路I2L(IntegratedInjectionLogic)TTL电路的“性能价格比”佳，应用广泛。MOS集成电路又可进一步分为：PMOS(P-channelMetelOxideSemiconductor)；NMOS(N-channelMetelOxideSemiconductor)；CMOS(ComplementMetalOxideSemiconductor)。CMOS电路应用较普遍，不但适合通用逻辑电路的设计，而且综合性能最好。小规模集成电路（SSI）0~9个二输入门中规模集成电路（MSI）10~99个门大规模集成电路（LSI）100~10000门以上超

3、大规模集成电路（VLSI）超过10000个门2、按集成电路规模的大小进行分类数字集成电路两大类工艺技术的特点：速度功耗集成度TTL快大低MOS慢小高目前最常用的工艺:CMOS按封装（外形）分：双列直插、扁平封装、表面封装、针式数字电路中关于高、低电平的概念VH——高电平1VL——低电平0逻辑电平：由半导体电子元器件组成的逻辑电路,表现为“0”和“1”两个不同的状态,常用一个电压范围表示叫做逻辑0和逻辑1,或叫做0态和1态，统称逻辑电平。逻辑电平不是物理量，而是物理量的相对表示。表示的是一定的电压范围，不是一个固定值复习二极管开关特性复习三极管开关特性一、PN（二极

4、管）的开关特性PNPN结外电场外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是，内电场对多数载流子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。内电场PN内电场IF正向导通内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。PNPN结内电场IS外电场在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电

5、流IS。PN内电场反向截止饱和截止二、NPN三极管开关特性3.2分立元件门电路+12VABDADBRFuAuBuF0V0V0V0V3V0V3V0V0V3V3V3VABF000010100111F=AB–12VABDADBRFF=A+B晶体管非门电路(反相器)F=A+12VRcTRAAF+5VT1R1R2T2T3T4R3R4YWk4W.6k1W130Wk1AD3.3TTL门电路一、结构与原理TTL非门TTL与非门电路二、特性ui/Vii/mA012–1IISIIHIILIIH—输入高电平电流(输入漏电流40A)IIS—输入短路电流(–1.6mA)IIL—输入低电平

6、电流1、输入伏安特性F+5Vuiii12、输入端负载特性1F+5VRiuiuiRb1T1+5VRiRi较小时，uiUT，ui=“1”临界时ui=Ri+Rb1Ri(5–Ube)=1.4Ron—开门电阻，Ri>Ron(2.5K)，ui为高电平。Roff—关门电阻，Ri

7、”F+5VR14、电压传输特性Vi1FAVo+5VRuo/V1234ui/V012UOHUOLUOHminUffUon—开门电平(输出低电平的最大值≤0.4V)U0LmaxUonUff—关门电平(输出高电平的最小值≥2.4V)uiuoUOHUOL理想化UTUT—阈值电压(门槛电平)UT=1.4V三、门电路级联：前一个器件的输出就是后一个器件的输入，后一个是前一个的负载，两者要相互影响。“0”“1”“0”IILIOLT4T5+5VT1+5VRb1IILIOLT4T5+5V“1”T1+5VRb1IOHIIH11“1”“0”IOHIIH11负载能力的计算“1”IOHII

8、HIIHI