最新数电课件-第3章(门电路).教学讲义PPT.ppt

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1、数电课件-第3章(门电路).门电路用以实现基本逻辑关系的电子电路统称为门电路。常用的门电路（在逻辑功能上分）有：与门、或门、非门、与非门、异或门等。逻辑电平门电路的输入、输出为二值信号，用“0”和“1”表示。这里的“0”、“1”一般用两个不同电平值来表示，称为逻辑电平。3.1概述若用高电平VH表示逻辑“1”,用低电平VL表示逻辑“0”，则称为正逻辑约定，简称正逻辑若用高电平VH表示逻辑“0”,用低电平VL表示逻辑“1”，则称为负逻辑约定，简称负逻辑.正逻辑和负逻辑在本课程中,如不作特殊说明,一律都采用正逻辑表示集成电路分类小规模集成电路(SSI):1~10个

2、元件/片1.按规模分类中规模集成电路(MSI):10~100个元件/片大规模集成电路(LSI):1000~10000个元件/片超大规模集成电路(VLSI):10000个元件/片以上常用的逻辑门和触发器属于SSI常用的译码器、数据选择器、加法器、计数器、移位寄存器等组件属于MSI常见的LSI、VLSI有只读存储器、随机存取存储器、微处理器、单片微处理机、位片式微处理器、高速乘法累加器、通用和专用数字信号处理器等MOS型(单极型)NMOS(N-ChannelMetal-Oxide-Semiconductor)CMOS(ComplementMetal-Oxide-

3、Semiconductor)2.按器件类型分类双极型DTL(DiodeTransistorlogic)TTL(Transistor—TransistorLogic)ECL(EmitterCoupledLogic)3.2.1半导体二极管的开关特性由左图所示二极管的伏安特性可知，二极管的正向特性存在一个死区电压（硅二极管的死区电压约为0.5V，锗二极管的死区电压约为0.2V）+-Vi>0.7RVD近似等效电路+-Vi>0.7RK简化等效电路(2)截止条件及截止时的特点D+-Vi<0.5R电路图+-Vi<0.5RK简化等效电路(1)导通条件及导通时的特点(3)开关

4、时间二极管的“开”、“关”频率很高，可达1兆赫兹以上。但在高速开关状态下，仍必须考虑二极管的开关时间，它是决定二极管工作频率的重要因素①开启时间:由反向截止转换为正向导通所需要的时间。二极管的开启时间很小,可忽略不计。②关断时间:由正向导通转换为反向截止所需要的时间。二极管的关断时间较长，大约几纳秒。3.2.2二极管与门&ABCF逻辑符号DADBDCROVCC(5V)ABCF原理图假设：二极管为理想开关；输入信号VIL=0V,VIH=3V.综上所述:电路为二极管与门DADBDCROVCC(5V)ABCF分两种情况分析：1)A、B、C三端输入均为3V二极管DA

5、、DB、DC均导通：F=3V3V3V3V3V2)A、B、C三端输入有0V信号输入时，如A、B为0V,C端输入3V二极管DA、DB导通，DC截止：F=0V0V0V3V0V3.2.3二极管或门≥1ABCF逻辑符号DADBDCROVCC(-5V)ABCF原理图假设：二极管为理想开关；输入信号VIL=0V,VIH=3V。分两种情况分析：A、B、C三端输入均为0V时二极管DA、DB、DC均导通:F=0V2)A、B、C三端输入有3V信号输入时，如A、B为3V,C端输入0V时，二极管DA、DB导通,DC截止:F=3V3V3V3V0V0V0V0V0VDADBDCROVCC(

6、-5V)ABCF原理图结论:二极管或门3.5TTL门电路三极管—三极管逻辑门电路,是指输入端和输出端都用三极管的电路,简称TTL电路,是双极型数字集成电路3.5.1双极性三极管的开关特性双极性三极管的一个显著特点是它具有放大特性，即基极电流对集电极电流有很强的控制作用。三极管的输出特性分为截止、放大、饱和三种区域。在数字电路中，三极管主要工作在截止和饱和区，放大区只是一种过渡状态。一、双极性三极管的结构二、双极性三极管的输入和输出特性双极性三极管由发射极、集电极和基极组成三极管的输出特性曲线输出特性的三个区域发射结、集电结均正偏UCE<0.3V,UBUC>

7、UE，IB=IC的关系不成立发射结、集电结均反偏即UBUE,UB

8、饱和时ecb截止时四、三极管开关的近似直流等效电路发