数电ppt 第三章 逻辑门电路.ppt

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1、第三章逻辑门电路§1逻辑门电路§2TTL集成门电路§3MOS集成门电路§1逻辑门电路门：具有开关作用。门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。一、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、相当开关断开二、半导体二极管的开关特性DR+－⒈开关作用D正偏→导通→UD很小→电路导通UD≈0.7V,硅管UD≈0.3V,锗管D反偏→截止→UD很大→电路断开注:讲课如不特殊说明,均以硅管为例.⒉动态特性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+－

2、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。三、半导体三极管的开关特性⒈开关作用10KVcc=5V1kVoβ=30T截止饱和放大VbeVbc反偏反偏，ib＝ic＝0，开关断开。正偏反偏，ic＝βib，线性放大。正偏正偏，ib>Ibs，开关闭合。⒈开关作用（续）临界饱和：饱和系数：10KVcc=5V1kYβ=30TB越大，饱和越深；反之饱和则浅说明：因所以，临界饱和电流是由外电路（Rc）决定的，Rc不同，临界饱和电流是不一样的。Vbc＝0V时，T处于临界饱和例1:计算图示电路的临

3、界饱和电流。β=30Vces=0.3VRbTRcReic↓ib→ie↓VccVo⒉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开启延时上升关闭存储下降四、基本门电路对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路⒈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：⒈二极管与门(

4、续)VAVBVFD1D20V0V0.7V通通0V5V0.7V通止5V0V0.7V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ABFABF⒉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＋ABF⒊晶体管非门(反相器)⑶符号⑴电路⑵原理VAVFT0V5V止5V0.

5、3V通电位表：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FA1AFFA⒋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或非门异或非门YYYY国标惯用国外ABABABABABABABY&Y1Y=1Y=ABABABAB⒈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

6、位→1高电位→0五、逻辑约定§2TTL集成门电路(与非门)二极管----晶体三极管逻辑门（DTL）集晶体三极管----晶体三极管逻辑门（TTL）成双极型射极耦合逻辑门（ECL）逻集成注入逻辑门电路（）辑N沟道MOS门(NMOS)门单极型(MOS型)P沟道MOS门(PMOS)互补MOS门(CMOS)集成门电路按开关元件分类集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。一、电路+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC多发射极输入级中间倒相级推挽输出级输入级由多发射极晶体管T1和基极电组R1组成，它实现了输入变量A、B、C的与运算。BFRD1D3V

7、cc（5V）D2ACD4中间级是放大级，由T2、R2和R3组成，T2的集电极C2和发射极E2可以分提供两个相位相反的电压信号C2E2输出级：由T3、T4、T5和R4、R5组成，其中T3、T4构成复合管，与T5组成推拉式输出结构，具有较强的负载能力。“0”1VVb1=0.3+0.7=1V三个PN结导通需2.1V+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1VVV3.63.60.3二、工作原理T1深饱和T2截止T5截止1.输入有低电平