数字电子技术 教学课件 作者 朱幼莲_ 第2章　逻辑门电路.pptx

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1、第2章　逻辑门电路2.1　TTL集成门电路2.2　其他类型的双极型集成电路2.3　CMOS集成门电路2.4　逻辑门电路使用中的几个实际问题2.5　正负逻辑问题2.1　TTL集成门电路2.1.1　晶体管的开关特性2.1.2　TTL与非门电路的结构与工作原理2.1.3　TTL与非门电路的主要外部特性及参数2.1.4　其他类型的TTL门电路2.1.5　TTL集成逻辑门电路系列2.1.1　晶体管的开关特性1.晶体管的稳态开关特性2.晶体管的动态开关时间1.晶体管的稳态开关特性图2-1　晶体管开关电路及输出特性a)开关电路　b)输出特性1.晶体管的稳态

2、开关特性（2-1）2.晶体管的动态开关时间图2-2　晶体管的动态开关特性2.1.2　TTL与非门电路的结构与工作原理1.电路结构2.工作原理1.电路结构图2-3　TTL三输入与非门a)典型电路　b)逻辑图形符号2.工作原理表2-1　TTL与非门逻辑关系A()B()C()Y()0(0．2V)0(0．2V)0(0．2V)1(3．6V)0(0．2V)0(0．2V)1(3．6V)1(3．6V)0(0．2V)1(3．6V)0(0．2V)1(3．6V)0(0．2V)1(3．6V)1(3．6V)1(3．6V)1(3．6V)0(0．2V)0(0．2V)1(3

3、．6V)1(3．6V)0(0．2V)1(3．6V)1(3．6V)1(3．6V)1(3．6V)1(3．6V)0(0．2V)2.1.3　TTL与非门电路的主要外部特性及参数1.电压传输特性2.输入噪声容限3.静态输入特性4.输入端负载特性5.静态输出特性6.传输延迟特性1.电压传输特性(1)输出高电平电压VOH(2)输出低电平电压VOL(3)关门电平电压VOFF(4)开门电平电压VON(5)阈值电压VTH1.电压传输特性图2-4　TTL与非门电压传输特性a)测试电路　b)电压传输特性曲线(1)输出高电平电压VOH输出高电平电压指与非门工作在截止区

4、时对应的输出电压值，VOH的典型值为3.6V，产品手册一般规定输出高电平的最小值VOH(min)=2.4V，即大于2.4V的输出电压就可称为输出高电压VOH。(2)输出低电平电压VOL输出低电平电压指与非门工作在饱和区时对应的输出电压值，VOL的典型值为0.2V，产品手册一般规定输出低电平的最大值VOL(max)=0.4V，即小于0.4V的输出电压就可称为输出低电压VOL。(3)关门电平电压VOFF关门电平电压指输出电压下降到VOH(min)时对应的输入电压。显然只要VI＜VOFF，VO就是高电压，所以VOFF就是输入低电平电压的最大值，用V

5、IL(max)表示。从电压传输特性曲线上看，VIL(max)≈1.3V，产品手册一般规定VIL(max)=0.8V。(4)开门电平电压VON开门电平电压指输出电压上升到VOL(max)时对应的输入电压。显然只要VI＞VON，VO就是低电压，所以VON就是输入高电平电压的最小值，用VIH(min)表示。从电压传输特性曲线上看，VIH(min)略大于1.3V，产品手册一般规定VIH(min)=2V。(5)阈值电压VTH阈值电压决定电路截止和导通的分界线，也是决定输出高、低电压的分界线。VTH是一个很重要的参数，在近似分析和估算时，常把它作为决定与

6、非门工作状态的关键值，即VI＜VTH，与非门关门，输出高电平；VI＞VTH，与非门开门，输出低电平。VTH的典型值为1.3～1.４V。2.输入噪声容限图2-5　噪声容限示意图a)驱动门与负载门　b)噪声容限定义3.静态输入特性(1)输入低电平电流IIL(2)输入高电平电流IIH3.静态输入特性图2-6　TTL与非门输入特性a)测试电路　b)电压传输特性曲线(1)输入低电平电流IIL(1)输入低电平电流IIL图2-7　TTL与非门输入电流a)输入低电平电流　b)输入高电平电流(2)输入高电平电流IIH输入高电平电流IIH是指输入端接高电平时所流

7、入的电流，如图2-7b所示。该电流就是TTL门电路输入级晶体管VT1发射结的反向漏电流。输入高电平电流IIH很小，74系列门电路每个输入端的IIH值一般在40μA以下。4.输入端负载特性图2-8　TTL与非门输入端负载特性a)测试电路　b)等效电路　c)特性曲线4.输入端负载特性（2-7）（2-8）（2-10）（2-9）4.输入端负载特性图2-9　TTL门输入端接负载电阻a)接小电阻　b)接大电阻5.静态输出特性(1)低电平输出特性(2)高电平输出特性(3)扇入、扇出系数(1)低电平输出特性图2-10　TTL与非门低电平输出特性a)灌电流负载

8、　b)低电平输出特性(2)高电平输出特性图2-11　TTL与非门高电平输出特性a)拉电流负载　b)高电平输出特性(3)扇入、扇出系数6.传输延迟特性(1)传输延迟时