门电路.pptVIP

第3章 门电路 3.1 概述 3.2 半导体二极管和 三极管的开关特性 3.3 分立元件门电路 3.4 TTL门电路 3.5 CMOS门电路 逻辑电平 高电平UH： 输入高电平UIH 输出高电平UOH 低电平UL： 输入低电平UIL 输出低电平UOL 逻辑“0”和逻辑“1”对应的电压范围宽，因此在数字电路中，对电子元件、器件参数精度的要求及其电源的稳定度的要求比模拟电路要低。 一、二极管伏安特性 四、74LS系列常用芯片 与门 Y=AB=AB 或门 Y=A+B=A+B 异或门 五、TTL门电路的重要参数 1.电压传输特性：输出电压跟随输入电压变化的关系曲线。 测试电路 电压传输特性 低电平输入电压UIL，max＝0.8V 高电平输入电压UIH，min＝2V 低电平输出电压UOL，max＝0.5V 高电平输出电压UOH，min＝2.7V 74LS系列门电路标准规定：  实际应用中，由于外界干扰、电源波动等原因，可能使输入电平UI偏离规定值。为了保证电路可靠工作，应对干扰的幅度有一定限制，称为噪声容限。 2.输入噪声容限 高电平噪声容限是指在保证输出低电平的前提下，允许叠加在输入高电平上的最大噪声电压(负向干扰)，用UNH表示： 低电平噪声容限是指在保证输出高电平的前提下，允许叠加在输入低电平上的最大噪声电压(正向干扰)，用UNL表示： UNL = UIL,max－UIL UNH = UIH－UIH,min 1输出 0输出 1输入 0输入 UOH,min UIH,min UNH UIL,max UOL,max UNL 1 1 uI uO 输入低电平噪声容限：UNL=UIL,max－UOL,max 输入高电平噪声容限：UNH=UOH,min－UIH,min 74LS系列门电路前后级 联时的输入噪声容限为： UNL=0.8V－0.5V=0.3V UNH=2.7V－2.0V=0.7V 5V 2.7V 0.5V 0V 5V 2V 0.8V 0V 3.扇出系数 扇出系数N是指门电路能够驱动同类门的数量。 要求：前级门在输出高、低电平时，要满足其输出电流IOH和IOL均大于或等于N个后级门的输入电流的总和。 计算：①输出为高电平时，可以驱动同类门的数目N1； ②输出为低电平时，可以驱动同类门的数目N2； ③扇出系数＝min（N1，N2）。 低电平输入电流IIL，max＝-0.4mA 高电平输入电流IIH，max＝20μA 低电平输出电流IOL，max＝8mA 高电平输出电流IOH，max＝-0.4mA 74LS系列门电路标准规定： 关于电流的技术参数 扇出系数: 门电路输出驱动同类门的个数 +5V R4 R2 R5 T3 T4 T1 前级 T1 T1 IiH1 IiH3 IiH2 IOH 前级输出为 高电平时 后 级 +5V R2 R1 3k T2 R3 T1 T5 b1 c1 前级 IOL IiL1 IiL2 IiL3 前级输出为 低电平时 后 级 输出低电平时，流入前级的电流（灌电流）： 输出高电平时，流出前级的电流（拉电流）： 与非门的扇出系数一般是10。 例：如图，试计算74LS系列非门电路G1最多可驱动多少个同类门电路。 解：① G1输出为低电平时，可以驱动N1个同类门； 应满足 IOL≥ N1 · |IIL| ② G1输出为高电平时，可以驱动N2个同类门； ③ N＝min（N1,N2）＝ 20 N1 ≤ IOL / |IIL| ＝ 8mA/0.4mA ＝ 20 应满足 |IOH|≥ N2 · IIH N2 ≤ |IOH| / IIH ＝ 0.4mA/20μA ＝ 20 六、集电极开路的门电路（OC门） Y A B C D Y A B C D “线与” 推拉式输出级并联 1.“线与”的概念 普通的TTL门电路不能将输出端直接并联，进行线与。解决这个问题的方法就是把输出级改为集电极开路的三极管结构。 OC门电路在工作时需外接上拉电阻和电源。只要电阻的阻值和电源电压的数值选择得当，就可保证输出的高、低电平符合要求，输出三极管的负载电流又不至于过大。 2.OC门的电路结构和逻辑符号 +5V F R2 R1 3k T2 R3 T1 T5 b1 c1 A B C OC应用时输出端要接一上拉负载电阻RL RL UCC 3、OC门可以实现“线与”功能 UCC F1 F2 F3 F F=F1F2F3 RL 输出级 UCC RL T5 T5 T5 F=F1F2F3? UCC RL F1 F2 F3 F 任一导通 F=0 UCC RL F1 F2 F3 F 全部截止 F=1 F=F1F2F3? 所以：F=F1F2F3! OC门的输出并