数字第三章精讲.ppt

* ★ OC门输出端并联，实现“线与”逻辑 逻辑等效符号 ★可驱动高电压负载 ★可驱动大电流负载 ★外接上拉电阻和电源 F 相当于“与门” RL VC OC门的应用 只有F1和F2的输出管都截止时，F才输出高电平； F1和F2中只要有一个低电平，则输出为低。电流全部灌入导通的这支输出管。 * ? OC门应用--电平转换器 OC门应用（续） 补充 OC门需外接电阻，所以电源VC可以选5V—30V，因此OC门作为TTL电路可以和其它不同类型不同电平的逻辑电路进行连接 TTL电路驱动CMOS电路图 CMOS电路的VDD 5V—18V，特别是VDD VCC时，必须选用集电极开路（OC门）TTL电路 CMOS电源电压VDD 5V时，一般的TTL门可以直接驱动CMOS门 * 1 F输出为高阻状态记为Z Z 输出除具有高、低电平状态外，还有第三种输出状态 — 高阻状态（又称禁止态或失效态）,故称为三态门（TSL 1 或0 与普通TTL门一样，输出有两种状态 0 也有使能端高电平有效的三态门 TTL三态逻辑门（TSL） 比普通门多一个输入端 +VCC ROFF T3 T4 A B F RON +VCC ROFF T3 T4 A B F ROFF 三态门的逻辑符号 A F EN B F AB ，EN 0时 Z ，EN 1时 称作使能端，低电平有效 * 使 能 端 的 两 种 控 制 方 式 低电平使能 高电平使能 三态门的逻辑符号 A B F ? E F A B ? E 3.2.4 其他系列TTL门电路 P75-78 使能端的有效电平 * ?实现总线结构 总线分时共享：控制各个门的使能端，任意时刻只能有一个门占用总线，其余门均为高阻态。 ?实现数据双向传输 输出：使EN 1，G1通，G2高阻，数据D0反相后送上总线。 输入：使EN 0，G1高阻，G2通，数据D1反相后传入设备内。 内 外 高阻 高阻 三态门的应用 * MOS英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor即金属-氧化物-半导体 在一定结构的半导体器件上，加上二氧化硅和金属，形成栅极。 CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成CMOS数字集成电路的基本单元。 MOS结构：MOS管一般有3个电极: S（源source 极 D（漏drain 极 G（栅gate 极 3.5 CMOS门电路 G D S * 3.5 CMOS门电路 MOS管 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 增强型 耗尽型 1.N沟道增强型MOS管：沟道为N型，基片为P型 G D S 开启电压 UTN ﹥0 UGS﹥UTN 时导通， UGS﹤UTN 时截止。 2.P沟道增强型MOS管：沟道为P型，基片为N型 开启电压 UTP ﹤ 0 UGS ﹤ UTP 时导通， UGS ﹥UTP 时截止 。 G D S 3.4.1 MOS管的开关特性 P81 * PMOS NMOS 柵极G相连作输入端 漏极D相连作输出端 工作原理： 1、A为低电平VIL 0V时 T1管截止；T2导通 F输出为高电平VOH≈VDD 2、A为高电平VIH VDD时 实现逻辑“非”功能 F输出为低电平VOL≈0V。 T1管导通；T2截止 特点： 1.压控器件，输入端（栅极）电流 0 2.输出高电平 VOH≈VDD 3.输出低电平 VOL≈0V 电源电压VDD适用范围较大可在3～18V 3.5.1 CMOS反相器的工作原理 * iI 输入外接电阻与输入电压的关系： ∵珊极电流 iI 0， ?无论Ri多大，都有 ui UIL 0V Ri最大可达107Ω iI VDD 1 Ri + - ui uo ∵iI 0 ,CMOS输入阻抗极大，极易拾取静电及干扰信号，在输入端产生高压，毁坏器件，故使用时要防静电，且输入端不能悬空！ CMOS输入负载特性 补充 * iD 输入电压uI与输出电压uO的关系 ∵静态时（稳定输出高或低电平） iI≈0， iD≈0，∴CMOS门电路静态功耗极低。 此区域为转折区，阈值电压UTH ?VDD CMOS电压传输特性 * ? 抗干扰能力：噪声容限 低电平噪声容限U NL 高电平噪声容限U NH +VDD 1 ui1 uo1 1 ui2 uo2 0V VDD uo1 UNH 0V VDD ui2 ?VDD UTH U NL 取13VDD CMOS电路 CMOS噪声容限 * 栅极控制电压为互补信号，如C 0，C VDD 工作原理： 由此可见传输门相当 于一个理想的开关，且可实现双向传输 CMOS传输门（TG） 当C 0V，