[数字电子技术基础第五版第三章.ppt

第三章 门电路 3.1 概述 门电路：实现基本逻辑运算、复合逻辑运算的单元电路。如：与门、与非门、或门 ······ 获得高、低电平的基本原理 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 3.2 半导体二极管门电路半导体二极管（Diode）的结构和外特性 3.2.1 二极管的开关特性： 二极管的开关等效电路： 二极管的动态电流波形： 3.2.2 二极管与门 3.2.3 二极管或门 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 3.3.1 MOS管的开关特性 二、输入特性和输出特性 漏极特性曲线（输出特性曲线），分三个区域： 截止区 恒流区 可变电阻区 截止区：VGSVGS(th)，iD = 0, ROFF 109Ω 恒流区： iD 基本上由VGS决定，与VDS 关系不大 可变电阻区：当VDS 较低（近似为0），VGS 一定时 三、MOS管的基本开关电路 四、等效电路 五、MOS管的四种类型 增强型 耗尽型 3.3.2 CMOS反相器的电路结构和工作原理 一、电路结构 二、CMOS反相器的电压、电流传输特性 作业: P150 3.2, 3.3 三、输入噪声容限 结论：可以通过提高VDD来提高噪声容限 3.3.3 CMOS 反相器的静态输入和输出特性 一、输入特性 二、输出特性 二、输出特性 3.3.4 CMOS反相器的动态特性 一、传输延迟时间 二、交流噪声容限 三、动态功耗 3.3.5 其它类型的CMOS门电路 一、其它逻辑功能的门电路 一般与非门 带缓冲级的CMOS门 二、漏极开路的门电路（OD门） 参见P95—96及例3.3.2 三、 CMOS传输门及双向模拟开关 1. 传输门 四、三态输出门 三态门的用途 3.3.6 CMOS电路的正确使用P101 3.3.7 CMOS数字电路的各种系列P104 一、双极型三极管的结构 管芯 + 三个引出电极 + 外壳 二、三极管的输入特性和输出特性 三极管的输入特性曲线（NPN） 三极管的输出特性 三、双极型三极管的基本开关电路 四、三极管的开关等效电路 五、动态开关特性 六、三极管反相器 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 输入端接入负压。 例3.5.1：计算参数设计是否合理 将发射极外接电路化为等效的vB与RB电路 当 当 又， 因此，参数设计合理 3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 一、电路结构 设： 二、电压传输特性 二、电压传输特性 (电压传输特性) 三、输入噪声容限 3.5.4 TTL反相器的动态特性 一、传输延迟时间 1、现象 二、交流噪声容限 三、电源的动态尖峰电流 2、动态尖峰电流 3.5.5其他类型的TTL门电路 一、其他逻辑功能的门电路 1. 与非门 2. 或非门 4. 异或门 二、集电极开路的门电路 1、推拉式输出电路结构的局限性 ① 输出电平不可调 ② 负载能力不强，尤其是高电平输出 ③ 输出端不能并联使用 2、OC门的结构特点 OC门实现的线与 3、外接负载电阻RL的计算 3、外接负载电阻RL的计算 三、三态输出门（Three State Output Gate ,TS） 三态门的用途 一、高速系列74H/54H （High-Speed TTL） 电路的改进 (1)输出级采用复合管（减小输出电阻Ro） (2)减少各电阻值 2. 性能特点 速度提高 的同时功耗也增加 二、肖特基系列74S/54S（Schottky TTL） 电路改进 采用抗饱和三极管 用有源泄放电路代替74H系列中的R3 减小电阻值 2. 性能特点 速度进一步提高，电压传输特性没有线性区，功耗增大 三、低功耗肖特基系列 74LS/54LS （Low-Power Schottky TTL） 四、74AS,74ALS （Advanced Low-Power Schottky TTL） · · · 3.6 其他类型的双极型数字集成电路* DTL：输入为二极管门电路，速度低，已经不