第二章 门电路与组合逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第二章门电路与组合逻辑电路主要内容⒈基本门电路⒉集成门电路3.组合电路的分析方法4.组合电路的设计方法2.1基本逻辑门电路获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态。逻辑0和1：电子电路中用高、低电平来表示。逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等。一、概述二、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较大→电路断

2、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，随着时间的推移，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。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。＋－RbRc+VCCbce＋

3、－截止状态饱和状态iB≥IBSui=UIL<0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3V＋－RbRc+VCCbce＋－＋＋－－0.7V0.3V饱和区截止区放大区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，饱和越浅。Vbc＝0V时，T处于临界饱和说明：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。例1:计算图示电路的临界饱和电流。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

4、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3VA0VBFRD1D2Vcc（5V）⑵原理VAVBVFD1D20V0V0.7V通通0V3V0.7V通止3V0V0.7V止通3V3V3.7V通通要分析输入的各种状态电位表：⒈二极管与门(续)VAVBVFD1D20V0V0.7V通通0V3V0.7V通止3V0V0.7V止通3V3V3.7V通通0→低电

5、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3VA0VBFRD1D2⑵原理VAVBVFD1D20V0V0V止止0V3V2.3V止通3V0V2.3V通止3V3V2.3V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＋ABF（4）特点1）结构简单；2）输出存在电平偏移，带负载能力差；3）常用于LSI的内部单元。⒊晶体管非门(反相器)⑶符号⑴电路⑵原理VA

6、VFT0V5V止5V0.3V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

7、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→0五、逻辑约定正负逻辑约定举例VAVBVFD1D20V0V0.7V通通0V5V0.7V通止5V0V0.7V止通5V5V5V止止正逻辑5VA0VBFRD1D2Vcc（5V）电位表：ABF000010100111负逻辑ABF111101011000真值表真值表正与逻辑负或逻辑F＝ABF＝A＋B等价2.2集成逻辑门二极管----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MO

8、S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。2.2.1TTL与非