第3章门电路新汇编.ppt

本章学习重点 半导体二极管和三极管（包括双极型和MOS型）开关状态下的等效电路的外特性； 理解TTL门电路结构与工作原理， 掌握TTL门电路外特性，正确使用TTL门电路； 理解CMOS门电路结构与工作原理， 掌握CMOS门电路外特性，正确使用CMOS门电路。 漏极开路的门电路 (OD门) 由于CMOS电路的互补结构，一般CMOS电路的输出端是不能并联联接的。为了实现电路中的“线与”逻辑，与TTL电路中的OC门相似，CMOS电路中也有漏极开路的输出门电路。图为常用的漏极开路输出“与非”门CD40107的电路结构，它的输出端是一个漏极开路的NMOS管，在使用时需外接电阻RD。RD的计算方法与TTL电路的OC门相似。 在CMOS电路中，漏极开路的输出结构更多地被用作输出缓冲/驱动器，或者用于输出电平的变换，以满足吸收大负载电流的需要。如CD40107在满足低电平VOL0.5V的条件下，吸收的最大负载电流可达50mA；而在外接电阻上若加电源电压VDD2，则可将输入高电平VDD1转换为VDD2，从而实现电平转换。 CMOS OD门 其他的CMOS门电路 (5) CMOS传输门 其他的CMOS门电路 (6) 电路结构和符号： vI / vO P1 VDD vO / vI N1 C C 门控制信号 输入 输出 工作原理： 当C为低电平时， N1、P1截止，传输门相当于开关断开（高阻）； 当C为高电平时， N1、P1中至少有一只管子导通，使vO=vI，这相当于开关接通。 传输门相当于一个理想的开关，且是一个双向开关。 vI / vO P1 VDD vO / vI N1 C C 其他的CMOS门电路 (7) （1）实现线与。 电路如右图所示，逻辑关系为: 0C门主要有以下几方面的应用： （2）实现电平转换。 如图示，可使输出高电平变为10V。 （3）用做驱动器。 如图是用来驱动发光二极管的电路。 其他类型的TTL门电路 (16) OC门进行线与时，外接上拉电阻RP的选择：  其他类型的TTL门电路 (17) 假设有n个OC门接成线与的形式，其输出负载为m个TTL非门，如图所示。 （1）当所有OC门都为截止状态时，输出电压UO为高电平，为保证输出的高电平不低于规定值，RL不能太大。根据图（a）所示的情况，RL的最大值为 式中, n为OC门并联的个数，m为并联负载门的个数，IOH为OC门输出管截止时的漏电流，IIH为负载门输入端为高电平时的输入漏电流。 其他类型的TTL门电路 (18) （2）当有一个OC门处于导通状态时，输出电压UO为低电平。而且应保证在最不利的情况下，所有负载电流全部流入唯一的一个导通门时，所以RL不可太小，以确保流入导通OC门的电流不至超过最大允许的电流ILmax。根据上图所示的情况，RL的最小值为  式中, ILmax是导通OC门所允许的最大 电流，IIS为负载门的输入短路电流。 综合以上两种情况，RL的选取应满足：  RLmin＜RL＜RLmax 其他类型的TTL门电路 (19) 三态输出门的结构及工作原理 当EN=0时，G输出为1，D1截止，相当于一个正常的二输入端与非门，称为正常工作状态。 当EN=1时，G输出为0，T4、T3都截止。这时从输出端L看进去，呈现高阻，称为高阻态，或禁止态。 结论：电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态。 其他类型的TTL门电路 (20) 三态输出门电路（TS门） TSL门典型的应用： 三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。 其他类型的TTL门电路 (21) （a）组成单向总线，实现信号的分时单向传送. 分时控制电路依次使三态门G1、 G2 …… G7使能（且任意时刻使能一个） ，就将D1、 D2 …… D7（以反码的形式）分时送到总线上 1 EN 1 EN 1 EN 分时控制电路 D0 D1 D7 G0 G1 G7 在一些复杂的数字系统中（如计算机）为了减少各单元电路之间的连线，使用了“总线” 0 1 1 1 0 1 1 1 0 总线 (b)组成双向总线，实现信号的分时双向传送 其他类型的TTL门电路 (22) 当E=0时，门1工作，门2禁止，数据从A送到B； E=1时，门1禁止，门2工作，数据从B送到A。 TTL H-TTL L-TTL LS-TTL 被CMOS取代 （低功耗） （高速） （低功耗、高速） 74XX，74HXX，74SXX，74LSXX 不同：平均传输延迟时间和平均功耗有差异。 相同：其他参数和外引线彼此相容，结构特点相同，电气参数基本相同。 TTL集成电路的分类 TTL产品系列： TTL系列集成电路及主