门电路-文档资料.ppt

《门电路-文档资料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章门电路概述1半导体二极管门电路2TTL和COMS门电路3思考题1二极管为什么可以实现开关功能2三极管为什么可以实现开关功能3门电路如何能实现基本的逻辑运算3.1概述门电路：实现基本运算、复合运算的单元电路，如与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、与或非门等。门电路中以高/低电平表示逻辑状态的1/0获得高、低电平的基本原理高/低电平都允许有一定的变化范围概述正逻辑：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1概述本书采用正逻辑系统3.2半导体二极管门电路二极管的结构：PN结+引线+封装构成PN半导体二极管的结构和外特性（Diode）补：半导体基础知识半导体基础知识

2、（1）本征半导体：纯净的具有晶体结构的半导体。常用：硅Si，锗Ge两种载流子半导体基础知识（2）杂质半导体N型半导体多子：自由电子少子：空穴半导体基础知识（2）杂质半导体P型半导体多子：空穴少子：自由电子半导体基础知识（3）PN结的形成空间电荷区（耗尽层）扩散和漂移半导体基础知识（4）PN结的单向导电性外加正向电压半导体基础知识（4）PN结的单向导电性外加反向电压半导体基础知识（5）PN结的伏安特性正向导通区反向截止区反向击穿区K:波耳兹曼常数T:热力学温度q:电子电荷二极管的开关等效电路半导体二极管的开关特性将图3.1.2中的开关用二极管代替，则可得到图3.2.1所示的半导体二极管开关电

3、路图3.1.2高低电平实现原理电路图3.2.1二极管的开关电路半导体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=0.7V3.2.2二极管与门设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2V以上为11V以下为03.2半导体二极管门电路3.2.3二极管或门设VCC=5V加到A,B的VIH=3VVIL=0V二极管导通时VDF=0.7VABY0V0V0V0V3V2.3V3V0V

4、2.3V3V3V2.3VABY000011101111规定2V以上为11V以下为03.2半导体二极管门电路二极管构成的门电路的缺点电平有偏移：输出的高低电平数值与输入的高低电平数值相差一个二极管的压降，后级的二极管门电路电平偏移，甚至使得高电平下降到门限值以下带负载能力差：由于这种二极管门电路的输出电阻比较低，故带负载能力差，输出电平会随负载的变化而变化。只用于IC内部电路TTL—Transistor-TransistorLogic(三极管－三极管逻辑），TTL逻辑门就是由双极型晶体三极管（BJT,BipolarJunctionTransistor）构成的逻辑门电路。3.3TTL门电路一、

5、双极型三极管的结构管芯+三个引出电极+外壳基区薄低掺杂发射区高掺杂集电区低掺杂双极型三极管的开关特性以NPN为例说明工作原理：当VCC>>VBBbe结正偏,bc结反偏e区发射大量的电子b区薄，只有少量的空穴bc反偏，大量电子形成IC双极型三极管的开关特性VON：开启电压硅管，0.5~0.7V锗管，0.2~0.3V近似认为:VBE0.7V以后，基本为水平直线双极型三极管的开关特性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

6、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：条件VBE

7、不同的是54系列工作环境温度、电源工作范围比74系列的宽。74系列工作环境温度为00C～700C,电源电压工作范围为5V±5%；54系列工作环境温度为－550C～+1250C,电源电压工作范围为5V±10%.TTL门电路54系列和74系列按工作速度和功耗可分成4个系列：(a)标准通用系列：国产型号为CT54/74系列，与国际上SN54/74系列相当，部标型号为T1000系列；国产型号为CT54H/74H系列，与国际上SN