第二章门电路数字电路技术基础(清华大学出版社).ppt

《数字电子技术基础》电子课件 郑州大学电子信息工程学院 * 第二章 门电路 2.1 概述 门电路：实现基本运算、复合运算的单元电路，如与门、与非门、或门 …… 正逻辑和负逻辑： 在逻辑电路中存在两种逻辑状态，分别用二值逻辑的1和0来表示。如果以输出的高电平表示逻辑1，以输出低电平表示逻辑0，则这种逻辑制称为正逻辑。反之，若以逻辑1代表低电平，而以逻辑0代表高电平，则称为负逻辑。 2.2 半导体开关特性 2.2.1 半导体二极管的开关特性 2.2.2 半导体三极管的开关特性 二极管的开关特性： 二极管的动态特性： 2.2.2 半导体三极管的开关特性（Transistor） 一、三极管的开关特性 截止工作状态 放大工作状态 动态开关特性 主要开关参数 ① 饱和压降 ② 开启延迟时间 ③ 关闭延迟时间 二、MOS管的开关特性 1、MOS管的结构 2、静态开关特性 3、MOS管的动态开关特性 4、主要开关参数 ① 导通电阻：MOS管导通时，且 为固定值条件下，漏极电压的变化量与漏极电流变化量之间的比值，即 ② 截止电阻：MOS管截止时，漏极和源极之间的电阻值，大小约为 ③ 跨导 ：在 一定的条件下，漏极电流变化与栅源极电压变化之比，它表示栅源电压对漏极电流的控制能力 ④ 开启电压 和夹断电压 ：对于N沟道增强型MOS管 为正值，P沟道增强型 为负值；对于N沟道耗尽型MOS 管为负值，P沟道耗尽型 为正值。 5、MOS管的四种类型 增强型 耗尽型 2.3 最简单的与、或、非门电路 二极管与门 二极管构成的门电路的缺点 电平有偏移 带负载能力差 只用于IC内部电路 2.3.2 三极管非门（反相器） 三极管的基本开关电路就是非门 实际应用中，为保证 vI=VIL时T可靠截止，常在 输入接入负压 2.3.3 二极管-三极管与非、或非门 2.4 TTL门电路（Transistor-Transistor Logic） 2.4.1 TTL与非门电路结构和工作原理 一、电路结构 二、工作原理 1．当输入中有一个为低电平时，这时对应的发射极必然导通，并在深度饱和状态。T2和T5管截止。T4导通，T5截止，输出为高电平。 2.4.2 TTL与非门的外部特性及参数一、静态输入特性和输出特性 1．输入特性 ① 输入低电平电流 ② 输入高电平电流 2．输出特性 ① 输出高电平时的输出特性 ② 输出低电平时的输出特性 二、负载特性 1．输入端负载特性 例：在图TTL与非门电路中，如果用内阻为的电压表测量输入端B的电压时，请问在下列情况下，测到的电压值为多少？ ① 输入端A接0.2V。 ② 输入端A接地。 ③ 输入端A通过一个的电阻接地。 ④ 输入端A通过一个的电阻接地。 解：① 当输入端A接0.2V电平时，这时T1管处于深度饱和状态，基极电位被钳位在 当用电压表测量B端时的电压为 ② 当输入端A接地时，由于T1管的发射结导通，使 ，电压表测量B端时 ③ 当输入端A通过 的电阻接地时，因为所接电阻大于开启电阻 ，A端相当于输入高电平，这时 钳位在2.1V的电平上，所以测得B端电压为 ④ 当输入端A通过 的电阻接地时，等效在A端加了一个输入电压 相当于在A端加一个0.2V的逻辑低电平，与第一种情况一样，电压表测得B端电压为0.2V。 2．带负载能力 TTL与非门带负载能力表示一个与非门所能驱动同类门的最大数目，常用扇出系数 表示 当驱动门的输出高电平时