最新数字电子技术及应用课件教学讲义ppt课件.ppt

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1、数字电子技术及应用课件目标在这一章里，你将学习：2.1概述2.2半导体分立器件的开关特性2.3逻辑门电路2.4TTL集成逻辑门电路2.5CMOS集成逻辑门电路2.6不同类型门电路的接口问题2.7　逻辑门电路的应用数字电子技术及应用高职高专ppt课件第二章逻辑门电路内容提要本章主要介绍逻辑电路的基本逻辑关系和逻辑门电路；TTL与非门的典型电路结构、工作原理、传输特性和主要参数；CMOS集成逻辑门电路。数字电子技术及应用高职高专ppt课件2.二极管的动态开关特性二极管的动态开关特性是指信号电压突然变化时，二极管从一种工作状态转换到另一

2、工作状态时的转换特性。转换过程有两种，即从导通到截止和从截止到导通，图2-2所示为二极管的动态开关特性。数字电子技术及应用高职高专ppt课件图2-2二极管的动态开关特性由此可见，反向恢复时间是影响二极管开关速度的主要原因，反向恢复时间越长，开关速度越低。数字电子技术及应用高职高专ppt课件2.2.2晶体管的开关特性1．晶体管的静态开关特性晶体管的输出特性曲线有三个区域——放大区、截止区、饱和区。在数字电路中，晶体管主要工作在饱和区和截止区，并在截至区和饱和区之间通过放大区进行快速转换，晶体管的这种工作状态称为开关工作状态。图2-3

3、晶体管的开关工作状态数字电子技术及应用高职高专ppt课件2．晶体管的动态开关特性与二极管相似，晶体管工作在开关状态时，其内部电荷的存储与消散都需要一定的时间，因此集电极电流的变化总是滞后于输入电压ui的变化，所以晶体管由截止状态变为饱和状态或由饱和状态变为截止状态都需要一定的时间。如图2-4所示。图2-4晶体管的开关时间2.2.3ＭＯＳ管的开关特性1．ＭＯＳ管的开关作用ＭＯＳ管金属-氧化物-半导体场效应晶体管的简称，和晶体管一样可以当作开关使用。图2-5MOS管开关电路2．ＭＯＳ管的开关时间双极型晶体管由于饱和时有存储电荷存在，所

4、以其开关时间较长。而MOS管因为只有一种载流子参与导电，不存在存储电荷，因此不存在存储时间，因而它的开关时间较小。用PMOS管也可以构成开关电路，不同的是PMOS管的开启电压为负值。2.3逻辑门电路2.3.1二极管门电路2.3.2晶体管门电路2.3.3组合逻辑门电路在逻辑代数中最基本的逻辑关系有三种,即　“与”、“或”、“非”，实现上述逻辑关系的电路叫逻辑门电路，简称门电路.2.3.1二极管门电路1.二极管与门电路图2-6二极管与门电路与门电路的输入和输出波形如图2-7所示.图2-7与门电路工作波形2.二极管或门电路图2-8二极管

5、或门电路或门电路的输入和输出波形如图2-9所示.图2-9或门电路工作波形2.3.2晶体管门电路图2-10晶体管非门电路a）电路b）逻辑符号晶体管非门电路2.3.3组合逻辑门电路1.复合门(1)与非门与非门是与门和非门的组合，其逻辑符号如图2-11a所示，逻辑表达式为(2)或非门或非门是或门和非门的组合，其逻辑符号如图2-11b所示，逻辑表达式为(3)与或非门与或非门是与门、或门、非门的组合，其逻辑符号如图2-11c所示，其逻辑表达式为(4)异或门异或门电路的特点是两个输入信号相同时，输出为0，相异时输出为1，其逻辑符号如图2-11

6、d所示，逻辑关系表达式为图2-11复合门逻辑符号2.正逻辑和负逻辑的相互转换对同一电路，可以采用正逻辑，也可以采用负逻辑，而逻辑电路本身输出与输入的逻辑关系，并不因为采用正、负逻辑的不同而改变。但是对同一种电路，用正、负逻辑去分析,它的逻辑功能截然不同，当然逻辑真值表也不同。正负逻辑符号如表2-6所示。表2-6正、负逻辑符号门电路正逻辑符号负逻辑符号与门或门非门与非门或非门2.4TTL集成逻辑门电路2.4.1TTL与非门的工作原理2.4.2TTL与非门的外特性及有关参数2.4.3其他类型的TTL逻辑门电路2.4.4TTL系列数字集

7、成电路简介2.4.5TTL门电路使用中应注意的问题TTL逻辑门电路是晶体管—晶体管逻辑门电路的简称，它的输入级和输出级均采用晶体管。2.4.1TTL与非门的工作原理1.电路组成图2-16TTL集成与非门电路图及逻辑符号2．工作原理当输入全为高电平时，输出为低电平；当输入端至少有一个为低电平时，输出为高电平。由此可见，电路的输出与输入之间满足与非逻辑关系，即2.4.2TTL与非门的外特性及有关参数1．电压传输特性TTL与非门电压传输特性是表示输出电压随输入电压变化的一条曲线，电压传输特性曲线大致分为四段，如图2-18：图2-18TT

8、L与非门的电压传输特性2．主要参数⑴　输出高电平和输出低电平⑵阈值电压⑶　关门电平和开门电平⑷　噪声容限、⑸　输入短路电流⑹　输入漏电流⑺　扇出系数⑻　平均延迟时间2.4.3其他类型的TTL逻辑门电路1．集电极开路与非门（OC门）将普通TTL与非门