数字电路第3章资料讲课稿.ppt

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1、数字电路第3章资料2.按输出结构区分推拉式输出或CMOS反向器输出OC输出或OD输出三态输出(二)按集成度分类小规模集成电路(SSI-SmallScaleIntegration)，每片组件内包含10-100个元件(或10-20个等效门)。中规模集成电路(MSI-MediumScaleIntegration)，每片组件内含100-1000个元件(或20-100个等效门)。大规模集成电路(LSI-LargeScaleIntegration)，每片组件内含1000-100000个元件(或100-1000个等效门)。超大规模集成电路(VLSI-VeryLargeScaleIntegration

2、)，每片组件内含100000个元件(或1000个以上等效门)。逻辑门触发器译码器、数据选择器加法器、计数器、移位寄存器只读存储器、随机存取存储器、微处理器、专用数字信号处理器(三)按数字系统设计方法分类1.通用型中规模（MSI），小规模（SSI）集成逻辑件。2.由软件组态的大规模（LSI），超大规模（VLSI）集成逻辑器件，如微处理器、单片机、通用和专用数字信号处理器等。3.专用集成电路ASIC。***全定制半定制PLDPROMPLAPALGALCPLDFPGA3.2.0（回顾）基本逻辑门电路3.2TTL集成逻辑门一、二极管与门和或门电路1．与门电路LAB+VDD3kΩ(+5V)RCC21

3、ABL=AB2．或门电路ABLDD12R3kΩABL=A+B二、三极管非门电路+VALT13RRbCCC(+5V)AL=A开关控制VI控制开关S的断、通情况。S断开，VO为高电平；S接通，VO为低电平。103.6V0V0.8V2V高电平下限低电平上限实际开关为晶体二极管、三极管以及场效应管等电子器件uccV1VoS二极管与门和或门电路的缺点：（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值的情况。（2）负载能力差解决办法：将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组合起来。早期的双极型集成逻辑门采用的是二极管-三极管的电路(DTL)形式。由于其速度较低，以后发展成晶体管-晶体管电路(TTL

4、)形式。DTL与非门电路工作原理：（略）（1）当A、B、C全接为高电平5V时，二极管D1～D3都截止，而D4、D5和T导通，且T为饱和导通，VL=0.3V，即输出低电平。（2）A、B、C中只要有一个为低电平0.3V时，则VP≈1V，从而使D4、D5和T都截止，VL=VCC=5V，即输出高电平。所以该电路满足与非逻辑关系，即：一．TTL与非门的基本结构3.2.1TTL与非门的工作原理典型TTL与非门电路3.2.1TTL与非门的工作原理R1V1V2V3e1e2e3cABCV4P1bUCC输入级中间级输出级“与”运算输入级由多发射极晶体管V1和电阻R1组成，通过V1的各个发射极实现与逻辑功能。3

5、.2.1TTL与非门的工作原理R1V1V2V3e1e2e3cABCV4P1bUCC中间级由V2、R2、R3组成，其主要作用是从V2管的集电极c2和发射极e2同时输出两个相位相反的信号，分别驱动V3和V5管，来保证V4和V5管有一个导通时，另一个就截止。3.2.1TTL与非门的工作原理输出级由R4、R5、V3、V4、V5组成，V5是反相器，V3、V4组成复合管构成一个射随器，作为V5管的有源负载，并与V5组成推拉式电路，使输出无论是高电平或是低电平，输出电阻都很小，提高了带负载能力。3.2.1TTL与非门的工作原理多发射极晶体管T1的等效电路1.TTL与非门电路3.2.1TTL与非门的工作原

6、理工作原理设：A=0B=C=10.3V3.6V3.6V则：VA=0.3VVB1=0.3+0.7=1VVB2=0.3V所以：T2T5截止T3T4导通结果：VF=5－UBE3－UBE45－0.7－0.7=3.6V拉电流1V0.3VDA导通F=1BACABC3.6V3.6V3.6V设：A=B=C=1即：VA=VB=VC=3.6VVF=0.3V，F=0VF=0.3V2.1VVB3=UCE2+UBE5=0.3+0.7=1V1VT3导通，T4截止灌电流则：T2T5饱和DA、DB、DC截止T1集电结正偏VB1=+UBE5=2.1V0.7UBE2+输入悬空时相当于1工作原理综上所述，当输入端全部为高电位

7、(3.6V)时，输出为低电位(0.3V)，这时V5饱和，电路处于开门状态；当输入端至少有一个为低电位(0.3V)时，输出为高电位(3.6V)，这时V5截止，电路处于关门状态。由此可见，电路的输出和输入之间满足与非逻辑关系：TTL与非门各级工作状态：输入V1V2V3V4V5输出与非门状态全部为高电位倒置工作饱和导通截止饱和低电位UOL开门至少有一个为低电位深饱和截止微饱和导通截止高电位UOH关门工作原理TTL与非门具有较高