数电第二章课件.ppt

第 2 章　逻辑门电路 2.1 概 述 一、门电路的作用和常用类型 二、获得高低电平的方法及高电平和低电平的含义 2.2　TTL 集成逻辑门 2.4.1TTL 反相器的电路结构和工作原理 2.6.5、CMOS 数字集成电路应用要点 3.5 集成逻辑门电路的应用 一、CMOS 门电路比之 TTL 的主要特点 二、集成逻辑门电路的选用 三、集成逻辑门电路应用举例 本章小结 四、输入负载特性 因绝缘栅场效应管的栅极绝缘，因此无输入负载特性。 [例] 下图中，门电路为CMOS系列，试确定它们的输出。 (a) (b) 图2.6.18 CMOS与非门 返回 2.6.4 其他类型的CMOS门电路 一、其他逻辑功能的CMOS门电路 1. CMOS 与非门 A B VDD VPB VPA VNA VNB Y 每个输入端对应一对 NMOS 管和PMOS 管。NMOS 管为驱动管，PMOS 管为负载管。输入端与它们的栅极相连。 与非门结构特点： 驱动管相串联， 负载管相并联。 返回 A B VDD VPB VPA VNA VNB Y CMOS 与非门工作原理 1 1 导通 导通 截止 截止 0 驱动管均导通， 负载管均截止， 输出为低电平。 ◆　　当输入均为 高电平时： 低电平输入端相对应的驱动管截止，负载管导通， 输出为高电平。 ◆ 　当输入中有 低电平时： A B VDD VPB VPA VNA VNB Y 0 截止 导通 1 因此 Y = AB 2. CMOS 或非门 A B VDD VPB VPA VNA VNB Y 或非门结构特点： 驱动管相并联， 负载管相串联。 图2.6.19 CMOS或非门 Y A B uO uI VDD1 漏极开路的CMOS与非门电路 二、漏极开路的 CMOS 门 简称 OD 门 功能:与 OC 门相似，常用作驱动器、电平转换器和实现线与等。 Y = AB 构成与门 构成输出端开路的非门 需外接上拉电阻 RD 四、CMOS 传输门和双向模拟开关 COMS传输门与前面所讲的推拉式输出的门电路、OC门、三态门的区别： 推拉式输出的门电路、OC门、三态门只能用来传输0、1 信号，而传输门可以传输0~VDD之间的任何信号。 注意 C、C 为互补控制信号 由一对参数对称一致的增强型 NMOS 管和 PMOS 管并联构成。 PMOS C uI/uO VDD CMOS传输门电路结构 uO/uI VP C NMOS VN 工作原理 MOS 管的漏极和源极结构对称，可互换使用，因此 CMOS 传输门的输出端和输入端也可互换。 uO uI uI uO 当 C = 0V，uI = 0 ~ VDD 时，VN、 VP 均截止，输出与输入之间呈现高 电阻，相当于开关断开。 uI 不能传输到输出端，称传输门关闭。 C C 当 C = VDD，uI = 0 ~ VDD 时，VN、 VP 中至少有一管导通，输出与输入 之间呈现低电阻，相当于开关闭合。 uO = uI，称传输门开通。 C = 1，C = 0 时，传输门开通，uO = uI； C = 0，C = 1 时，传输门关闭，信号不能传输。 CMOS 传输门结构 PMOS C uI/uO VDD CMOS传输门电路结构 uO/uI VP C NMOS VN 传输门是一个理想的双向开关， 可传输模拟信号，也可传输数字信号。 TG uI/uO uO/uI C C 传输门逻辑符号 TG 即 Transmission Gate 的缩写 CMOS 传输门 双向模拟开关 图2.6.25 CMOS双向模拟开关的电路结构和符号 图2.6.28 CMOS三态门电路结构之一 返回 五、三态输出的CMOS门电路 (1)反相器上增加一对P沟道和N沟道的MOS管组成。 图2.6.29 CMOS三态门电路结构之二 （a）用或非门控制 （b）用与非门控制 返回 (2)在反相器的基础上增加一个控制管和一个与非门或者或非门而形成。 图2.6.30 CMOS三态门电路结构之三 返回 (3)在反相器的输出端串进一个CMOS模拟开关，作为输出状态的控制开关。 (一)CMOS 数字集成电路系列 CMOS4000 系列 功耗极低、抗干扰能力强； 电源电压范围宽 VDD = 3 ~ 15 V； 工作频率低，fmax = 5 MHz； 驱动能力差。 高速CMOS 系列(又称 HCMOS 系