集成逻辑门电路讲课教案.ppt

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1、集成逻辑门电路S为受控开关，当二极管、三极管截止时相当于S断开，输出为高电平。当二极管、三极管导通时，相当于S闭合，输出为低电平。第一节二极管、三极管的开关特性能够实现各种基本逻辑关系的电路称为门电路。二值逻辑变量1和0在电路中是两种截然相反的状态，靠二极管、三极管开关的闭合和断开来控制和实现的，所以门电路也称开关电路。uououi＝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。二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。Ui<0.5

2、V时，二极管截止，iD=0。Ui>0.5V时，二极管导通。2、三极管的开关特性＋－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3、场效应管的开关特性工作原理电路转移特性曲线输出特性曲线uiuiGDSRD+VDDGDSRD+VDDGDSRD+VDD截止状态uiUTuo≈01、二极管与门Y=AB第二节基本逻辑门电路2、二极管

3、或门Y=A+B3、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：常用的集成门电路分为两大类：TTL和CMOS。TTL为Transistor-Transistor-Logic(晶体管-晶体管-逻辑）的简称。CMOS为Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor(互补对称-金属-氧化物-半导

4、体）的简称。重点讨论基本型门电路TTL2.3TTL集成逻辑门电路1、TTL与非门①输入信号不全为1：如uA=0.3V，uB=3.6V3.6V0.3V1V则uB1=0.3+0.7=1V，T2、T5截止，T3、T4导通忽略iB3，输出端的电位为：输出Y为高电平。uY≈5―0.7―0.7＝3.6V3.6V3.6V②输入信号全为1：如uA=uB=3.6V2.1V则uB1=2.1V，T2、T5导通，T3、T4截止输出端的电位为：uY=UCES＝0.3V输出Y为低电平。功能表真值表逻辑表达式输入有低，输出为

5、高；输入全高，输出为低。74LS00内含4个2输入与非门，74LS20内含2个4输入与非门。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TTL或非门TTL与或非门与门Y=AB=AB或门Y=A+B=A+B异或门2、集电极开路“与非”门电路(OC门)问题的提出：为解决一般TTL与非门不能线与而设计的。①A、B不全为1时，uB1=1V，T2、T3截止，Y=1。接入外接电阻R后：②A、B全为1时，uB1=2.1V，T2、T3饱和导通，

6、Y=0。外接电阻R的取值范围为：OC门&&&Y1Y2Y3YOC门实现“线与”功能Y=Y1Y2Y3UCCRL“线与”输出端直接相连返回目录3、三态输出门电路（TS门）三态门电路的输出有三种可能出现的状态：高电平、低电平、高阻。何为高阻状态？悬空、悬浮状态，又称为禁止状态。测电阻为∞，故称为高阻状态。测电压为0V，但不是接地。因为悬空，所以测其电流为0A。(1)电路结构：增加了控制输入端（Enable）。1）三态门的电路结构(2)工作原理：01截止Y＝ABEN=0时，电路为正常的与非工作状态，所以称

7、控制端低电平有效。10导通1.0V1.0V截止截止悬空当EN=1时，门电路输出端处于悬空的高阻状态。控制端高电平有效的三态门2)逻辑符号控制端低电平有效的三态门用“▽”表示输出为三态。高电平有效低电平有效3）三态门的主要应用－实现总线传输要求各门的控制端EN轮流为高电平，且在任何时刻只有一个门的控制端为高电平。如有8个门，则8个EN端的波形应依次为高电平，如下所示。4、TTL系列集成电路及主要参数TTL系列集成电路①74：标准系列，前面介绍的TTL门电路都属于74系列，其典型电路与非门的平均传输

8、时间tpd＝10ns，平均功耗P＝10mW。②74H：高速系列，是在74系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝6ns，平均功耗P＝22mW。③74S：肖特基系列，是在74H系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝3ns，平均功耗P＝19mW。④74LS：低功耗肖特基系列，是在74S系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝9ns，平均功耗P＝2mW。74LS系列产品具有最佳的综合性能，是TTL集成电路的主流，是应用最广的系列。5.TTL