数字电子技术第2章 逻辑门电路ppt课件.ppt

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1、电子技术之第二章逻辑门电路数字电子技术第二章逻辑门电路§2.1分立元件门电路§2.2TTL集成门电路§2.3CMOS门电路§2.4TTL与CMOS电路的连接§2.1分立元件门电路门电路的作用：是用以实现逻辑关系的电子电路，与基本逻辑关系相对应。门电路的主要类型：与门、或门、与非门、或非门、异或门等。门电路的输出状态与赋值对应关系：正逻辑(positivelogic)：高电位对应“1”；低电位对应“0”。一般采用正逻辑!!!负逻辑(negativelogic)：高电位对应“0”；低电位对应“1”。混合逻辑(mixedlogic)：输入用正逻辑、输出用负逻辑；或者

2、输入用负逻辑、输出用正逻辑。100VVcc在数字电路中，对电压值为多少并不重要，只要能判断高低电平即可。K开------VO输出高电平，对应“1”。K合------VO输出低电平，对应“0”。VOKVccRVV门(电子开关)满足一定条件时，电路允许信号通过开关接通。开门状态：关门状态：条件不满足时，信号通不过开关断开。开关作用二极管(diode)反向截止：开关接通开关断开三极管(bipolar)饱和区：截止区：开关接通CEB开关断开正向导通：CEB一、半导体二、三极管的开关特性uD<0.5V时，二极管截止，iD=0。uD>0.5V时，二极管导通。1、二

3、极管的开关特性二极管符号：正极负极通常，二极管导通压降为0.7V；理想二极管导通压降为0V。ui＝0V时，二极管截止，如同开关断开，uo＝0V。ui＝5V时，二极管导通，如同0.7V的电压源，uo＝4.3V。+_uiD+_uoRL开关电路ui=0V时等效电路+_ui=0VD+_uoRLui=5V时等效电路+_ui=5VD+_uoRL+_0.7VR1R2AF+uccuAtuFt+ucc0.3V2、三极管的开关特性符号00＋－RbRc+VCCbce＋－截止状态饱和状态iB≥IBSui<0.7Vuo=+VCCui>0.7Vuo=0.3V＋－RbRc+VCCbce＋－

4、＋＋－－0.7V0.3V饱和区截止区放大区二、分立元件门电路1、二极管与门（理想二极管）FD1D2AB+12V逻辑变量逻辑函数(uD=0V)000010ABF100111逻辑式：F=A•B逻辑符号：&ABF2、二极管或门FD1D2AB-12V000011ABF101111逻辑式：F=A+B逻辑符号：1ABFR1DR2AF+12V+3V3、三极管非门嵌位二极管逻辑式：逻辑符号：1AFR1DR2F+12V+3V三极管非门D1D2AB+12V二极管与门4、与非门逻辑式：&ABF逻辑符号：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。分

5、立元件门电路的缺点：采用类似的方法还可以构成或非门、异或门等。§2.2TTL集成门电路数字集成电路：在一块半导体基片上制作出一个完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。使用时接：电源、输入和输出。数字集成电路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价格便宜的特点。TTL型电路：输入和输出端结构都采用了半导体晶体管，称之为:Transistor—TransistorLogic。1.74系列：标准TTL系列（CT1000），功耗PC=1000mW，tpd=9ns。2.74L系列：低功耗TTL系列，借助增大R值使PC降到1mW以下，tpd为33ns。3.74H系列：高速TT

6、L系列（CT2000），R下降，采用达林顿管，使tpd=6ns，PC=22mW。一、概述4.74S系列：SchottkyTTL系列（CT3000），用Schottky二极管抗饱和嵌位，使tpd=3ns，PC=19mW。5.74LS系列：低功耗肖特基系列（CT4000），用Schottky二极管提高速度，增大R减小功耗，使tPd=9ns；PC=2mW。目前，TTL电路广泛应用在中小规模集成电路中。100个以下：小规模集成电路(SmallScaleIntegration:SSI)几百个：中规模集成电路（MediumScaleIntegration:MSI)几千个：

7、大规模集成电路（LargeScaleIntegration:LSI)一万个以上：超大规模集成电路（VeryLargeScaleIntegration:VLSI)二、TTL与非门的基本原理1、结构TTL与非门的内部结构+5VFR4R2R14kT2R3T4T1T5b1c1ABC10k1.6k130D4输入级输出级中间级+5VABCR1T1R2T2R3FR4T4T5T1与R1组成输入级：T1—多发射极晶体管：实现“与”运算。等效电路b1=A•B•Cc1+5VR1T1b1ABCc1AB+5Vb1R1C（1）任一输入为低电平（0.3V）时“0”1V不足以让T2、T

8、5导通2、工作原理三个PN结导通需2.