数字电路第五版(康华光)3__逻辑门电路.ppt

3.1.1 数字集成电路简介 概述: TTL电路问世几十年来，经过电路结构的不断改进和集成工艺的逐步完善，至今仍广泛应用，几乎占据着数字集成电路领域的半壁江山。 把若干个有源器件和无源器件及其连线，按照一定的功能要求，制做在同一块半导体芯片上，这样的产品叫集成电路。若它完成的功能是逻辑功能或数字功能， 则称为逻辑集成电路或数字集成电路。最简单的数字集成电路是集成逻辑门。  集成逻辑门，按照其组成的有源器件的不同可分为两大类： 一类是双极性晶体管逻辑门；另一类是单极性绝缘栅场效应管逻辑门，简称MOS门。 双极性晶体管逻辑门主要有TTL门(晶体管-晶体管逻辑门)、ECL门(射极耦合逻辑门)和IIL门(集成注入逻辑门)等。  单极性MOS门主要有PMOS门(P沟道增强型MOS管构成的逻辑门)、NMOS门(N沟道增强型MOS管构成的逻辑门)和CMOS门(利用PMOS管和NMOS管构成的互补电路构成的门电路，故又叫做互补MOS门。 3.1.2 逻辑门电路的一般特性 1. 输入和输出的高、低电平 2. 噪声容限 3.传输延迟时间 4. 功耗 5. 延时?功耗积 6. 扇入与扇出数 正逻辑：高电平表示1，低电平表示0 负逻辑：高电平表示0，低电平表示1 2.三态（TSL）输出门电路 利用OD门虽然可以实现线与的功能，但外接电阻的选 择要受到一定的限制而不能取的太小，因此影响了工作速 度。并且它省去了有源负载，使得带负载能力下降。为保持 推拉式输出级的优点，又能作线与连接，人们又开发了三态 输出门电路。其输出除了具有一般门的高、低电平两态外， 还有高阻抗的第三状态，称为高阻态或禁止态。 3.3射极耦合逻辑门电路（略） 3.4砷化镓逻辑门电路（略） 结论： TTL驱动74HCT系列CMOS时，不需另加接口电路。即常常用74HCT系列器件当接口电路，以省去上拉电阻。 三、多余输入端的处理： 1.对于与非门及与门，多余输入端应接高电平，比如直接接电源正端，或通过一个上拉电阻（1～3kW）接电源正端；在前级驱动能力允许时，也可以与有用的输入端并联使用。 2.对于或非门及或门，多余输入端应接低电平，比如直接接地；也可以与有用的输入端并联使用。 a） 集电极开路与非门电路 b） 使用时的外电路连接 C） 逻辑功能 L = A B OC门输出端连接实现线与 VCC 2. 三态与非门(TSL ) 当CS= 3.6V时 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 B A 输出端L 数据输入端 CS 三态与非门真值表 当CS= 0.2V时 高阻 × × 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 B A 输出端L 数据输入端 CS 高电平 使能 = = 高阻状态 与非逻辑 Z L AB L CS = 0 ____ CS =1 真值表 逻辑符号 A B CS L EN 特点:功耗低、速度快、驱动力强 3.2.6 BiCMOS门电路 ?I为高电平: MN、M1和T2导通，MP、M2和T1 截止，输出?O为低电平。 工作原理: M1的导通, 迅速拉走T1的基区存储电荷; M2截止, MN的输出电流全部作为T2管的驱动电流, M1 、 M2加快输出状态的转换 ?I为低电平: MP、M2和T1导通，MN、M1和T2 截止，输出?O为高电平。 T2基区的存储电荷通过M2而消散。 M1 、 M2加快输出状态的转换电路的开关速度可得到改善 M1截止，MP的输出 电流全部作为T1的驱动电流。 3.5.1 正负逻辑问题 3.5 逻辑描述中的几个问题 3.5.2 基本逻辑门的等效符号及其应用 3.5.1 正负逻辑问题 1. 正负逻辑的规定 0 1 1 0 正逻辑 负逻辑 3.5 逻辑描述中的几个问题 正逻辑体制:将高电平用逻辑1表示，低电平用逻辑0表示 负逻辑体制:将高电平用逻辑0表示，低电平用逻辑1表示 A B L 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ___与非门 A B L 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 某电路输入与输出电平表 A B L L L H L H H H L H H H L 采用正逻辑 ___或非门 采用负逻辑 与非 ? 或非 负逻辑 正逻辑 2. 正负逻辑等效变换 与 ? 或 非 ? 非 3.5.2 基本逻辑门电路的等效符号及其应用 1.基本逻辑门电路的等效符号 与非门及其等效符号 系统输入信号中