课题五-分立元件门电路及TTL集成门电路

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1、参阅教材章节：3.1基本逻辑门电路3.2典型TTL与非门课题5:分立元件门电路及TTL与非门中国矿业大学信电学院本节课内容一、二极管和三极管的开关特性1.1器件的开关作用1.2二极管的开关特性1.3三极管的开关特性二、分立元件门电路（与门、或门、非门、复合门）三、TTL集成门电路（与非门结构、工作原理、外特性）对你的期望：了解门电路的电路结构及性能特点熟练掌握各种门的功能。一半导体二极管、三极管的开关特性1.1器件的开关作用开关特性体现开关作用→静态特性转换过程→动态特性理想开关特性Z＝0→短路、相当开关闭合Z＝∞→断路、相当开

2、关断开1.2半导体二极管的开关特性EWB仿真实验：⒈静态特性(开关作用)D正偏→D导通→UD很小→电路导通UD≈0.7V,硅管UD≈0.3V,锗管D反偏→D截止→UD很大→电路断开注:讲课如不特殊说明,均以硅管为例.实验现象分析：⒉动态特性(转换过程)D正偏时，PN结电阻较小。加上反压后，形成较大的I2；尔后，随着结电阻的增加，反向电流逐渐减小，直至漏电流Is。DR+－ttIs反向恢复过程:反向恢复时间tre说明:⑴转换时间：截止→导通较小导通→截止较大故D的开关时间以tre来衡量。⑵Vi的最高频率以10tre来取值。R导通截止

3、相当于开关断开相当于开关闭合S3V0VSRRD3V0V二极管的开关特性1.3半导体三极管的开关特性EWB仿真实验：1.3半导体三极管的开关特性实验现象分析：10KVcc=5V1kVoβ=30T截止饱和VbeVbc反偏（或Ibs，开关闭合。⒈静态特性(开关作用)⒉动态特性T从：截止→导通，建立电荷需要时间→ton导通→截止存储电荷消散需要时间→toff开关时间:说明:⑴转换时间：截止→导通时间ton较小导通→截止时间toff较大⑵toff中ts占主要部分。tt开启

4、延时上升关闭存储下降三极管的开关特性饱和截止3V0VuO0相当于开关断开相当于开关闭合uOUCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V0V二分立元件门电路对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路2.1二极管与门（D与门）⑴电路5VA0VBFRD1D2Vcc（5V）⑵原理VAVBVFD1D20V0V0.7V通通0V5V0.7V通止5V0V0.7V止通5V5V5V止止电路分析要求出输入的各种组合与输出的关系电位表：2.1二极管与门(续)VAVBVFD1D20V0V0.7V通通0V5V0.7V通止5V

5、0V0.7V止通5V5V5V止止0→低电位1→高电位真值表:ABF000010100111实现了与逻辑功能实现了与逻辑功能⑶符号ABF&国标惯用国外ABFABF⒉2二极管或门（D或门）⑴电路5VA0VBFRD1D2⑵原理VAVBVFD1D20V0V0V止止0V5V4.3V止通5V0V4.3V通止5V5V4.3V通通电位表：0→低电位1→高电位真值表:ABF000011101111实现了或逻辑功能实现了或逻辑功能⑶符号国标惯用国外FAB≥1ABF＋ABF2.3晶体管非门(反相器)⑶符号⑴电路⑵原理VAVFT0V5V止5V0.3V通

6、电位表：真值表:AF0110实现了非逻辑功能实现了非逻辑功能ARbRcVcc(5V)FT国标惯用国外FA1AFFA2.4复合门把单级门电路级联起来,构成复合门,如:与非门、或非门等等。异或门YY与非门YABY或非门同或门YYYY国标惯用国外ABABABABABABABY&Y1Y=1Y=ABABABABVAVBVFD1D20V0V0.7V通通0V5V0.7V通止5V0V0.7V止通5V5V5V止止高电平（1）低电平（0）5VA0VBFRD1D2Vcc（5V）电位表：ABF000010100111高电平（0）低电平（1）ABF11

7、1101011000真值表真值表正与逻辑负或逻辑F＝ABF＝A＋B等价2.5正负逻辑约定正逻辑负逻辑⒈正逻辑门电路的输入、输出电压定义为：⒉负逻辑说明：⑴前面所述基本门电路均以正逻辑定义。⑵同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下，实现的逻辑功能不同。⑶数字系统中，不是采用正逻辑就是采用负逻辑，而不能混合使用。本书中采用正逻辑系统。低电位→0高电位→1门电路的输入、输出电压定义为：低电位→1高电位→02.5正负逻辑约定⒊正负逻辑转换（只需了解）⑴依据:一个门的输入和输出同时取反，则：正逻辑←→负逻辑⑵目的：⑶方法：从后往前的奇数级上，

8、输入、输出都取反，且与门→或门，或门→与门，即可化简电路。化简和转换电路。Y&AB&&&&CDEH正负逻辑转换举例Y&AB&&&&CDEH正负逻辑转换举例Y&AB&&&&CDEH1.奇数级，前后取反2.相互抵消3.与门→或门≥1≥1Y&AB&&CDEH11三