数字电子技术第二章门电路讲解ppt课件.ppt

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1、第二章门电路门电路是用以实现逻辑关系的电子电路。与我们所讲过的基本逻辑关系相对应，门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等。在数字电路中，一般用高电平代表1、低点平代表0，即所谓的正逻辑系统。高电平代表0、低电平代表1，即所谓的负逻辑系统。2.1概述正逻辑：高电平表示1，低电平表示0负逻辑：高电平表示0，低电平表示1100VVcc只要能判断高低电平即可K开------Vo=1,输出高电平K合------Vo=0,输出低电平可用三极管代替ViVoKVccR2.1半导体二极管门电路半导体二极管的结

2、构和外特性（Diode）二极管的结构：PN结+引线+封装构成PN2.1.1二极管的开关特性：高电平：VIH=VCC低电平：VIL=0VI=VIHD截止，VO=VOH=VCCVI=VILD导通，VO=VOL=0.7V2.二极管伏安特性的实用近似方法+VON-+-VON=0.7V(硅管)VON=0.2V(锗管)3.2.2半导体三极管的开关特性VccRCRBvo-+vI-+iBiC1.三极管的基本开关电路截止条件:截止特点:导通特点:导通条件:一.双极型三极管的开关特性2.三极管的开关等效电路bec截止状态cbe饱和导通状态

3、R1R2AF+uccuFt3.三极管的动态开关特性：tuA+ucc0.3V2.1.2二极管与门设VCC=5V加到A,B的VIH=3VVIL=0V二极管导通时VDF=0.7VABY0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7VABY000010100111规定3V以上为10.7V以下为02.1.3二极管或门设VCC=5V加到A,B的VIH=3VVIL=0V二极管导通时VDF=0.7VABY0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VABY000011101111规定2.3V以上为10V以下

4、为0二极管构成的门电路的缺点电平有偏移带负载能力差只用于IC内部电路vEE为负电源2.1.4三极管非门Rc(vo)R1AYVCCvEE(vi)R2R1DR2F+12V+3V三极管非门D1D2AB+12V二极管与门与非门1、体积大、工作不可靠。2、需要不同电源。3、各种门的输入、输出电平不匹配。2.3CMOS门电路2.3.1MOS管的开关特性一、MOS管的结构S(Source)：源极G(Gate)：栅极D(Drain)：漏极B(Substrate):衬底金属层氧化物层半导体层PN结二、等效电路OFF，截止状态ON，导通状态

5、2.3.2CMOS反相器工作原理Complementary-SymmeteryMetal-Oxide-SemiconductorNMOS管PMOS管CMOS电路UCCST2DT1uiuoui=0截止ugs2=UCC导通u０=“１”工作原理：低电平输入UCCST2DT1uiuoui=１导通截止u０=“０”工作原理：高电平输入CMOS反相器PMOSNMOS衬底与漏源间的PN结始终处于反偏，NMOS管的衬底总是接到电路的最低电位，PMOS管的衬底总是接到电路的最高电位。柵极相连作输入端漏极相连作输出端工作原理：1.输入为低

6、电平VIL=0V时，VGS1＜VT1T1管截止；

7、VGS2

8、＞VT2电路中电流近似为零（忽略T1的截止漏电流）,VDD主要降落在T1上，输出为高电平VOH≈VDD。T2导通。2.输入为高电平VIH=VDD时，T1通T2止，VDD主要降在T2上，输出为低电平VOL≈0V。实现逻辑“非”功能CMOS反相器工作原理CMOS门的VT=0.5VDD，TTL门的VT一般在1.0～1.4V。CMOS门输出：高电平为VOH=VDD，低电平为VOL=0V。TTL门输出：高电平为VOH=3.6V，低电平为VOL=0.3V。二、CMOS门电路

9、和TTL门电路比较对CC4000系列门电路，通常输入高电平的值不能低于0.7VDD，即VIH(min)0.7VDD输入低电平的值不能大于0.3VDD，即VIL(max)0.3VDDCMOS传输特性矩型性比TTL好，且随VDD按比例变化。2.3.3其他类型的CMOS门电路一、其他逻辑功能的门电路1.与非门2.或非门3带缓冲极的CMOS门与非门解决方法二漏极开路的门电路（OD门）三、CMOS传输门及双向模拟开关1.传输门2.双向模拟开关四、三态输出门三态门的用途双极型三极管的开关特性（BJT,BipolarJunctio

10、nTransistor）2.2TTL门电路2.2.1半导体三极管的开关特性一、双极型三极管的结构管芯+三个引出电极+外壳二特性曲线分三个部分放大区：条件VCE>0.7V,iB>0,iC随iB成正比变化，ΔiC=βΔiB。饱和区：条件VCE<0.7V,iB>0,VCE很低，ΔiC随ΔiB增加变缓，趋于“饱和”。截止区：