第二章门电路解说.ppt

TTL数字集成电路 CMOS数字集成电路 SN 54/74系列-基本系列，后来为了满足提高工作速度和降低功耗的需要，继54/74系列之后又相继生产了74H、74L、74S、74LS、74AS、74ALS、74F等改进系列 4000系列，74HC、74HCT、74AHC、74AHCT、74LVC、74ALVC系列， 54/74是TI公司产品的标志，“HC”是不同系列的名称，后面的数码（例如74HC04）04表示器件具体的逻辑功能，在这里表示这个器件是“六反相器”（即其中有六个同样的反相器），只要器件名称中最后的数码相同，它们的逻辑功能就是一样的。 74LS04和74HC04 2.TTL非门、或非门、与或非门、与门、或门及异或门 ①A=0时，T2、T5截止，T3、T4导通，Y=1。 ②A=1时，T2、T5导通，T3、T4截止，Y=0。 TTL非门 ①A、B中只要有一个为1，即高电平，如A＝1，则iB1就会经过T1集电结流入T2基极，使T2、T5饱和导通，输出为低电平，即Y＝0。 ②A＝B＝0时，iB1、iB1均分别流入T1、T1发射极，使T2、T2、T5均截止，T3、T4导通，输出为高电平，即Y＝1。 TTL或非门 ①A和B都为高电平（T2导通）、或C和D都为高电平（T‘2导通）时，T5饱和导通、T4截止，输出Y=0。 ②A和B不全为高电平、并且C和D也不全为高电平（T2和T‘2同时截止）时，T5截止、T4饱和导通，输出Y=1。 TTL与或非门 与门 Y=AB=AB 或门 Y=A+B=A+B 异或门 3、OC门及TSL门 问题的提出： 为解决一般TTL与非门不能线与而设计的。 ①A、B不全为1时，uB1=1V，T2、T3截止，Y=1。 接入外接电阻R后： ②A、B全为1时，uB1=2.1V，T2、T3饱和导通，Y=0。 外接电阻R的取值范围为： OC门 * 第2章 门电路 2.1 半导体器件的开关特性 2.2 分立元件门电路 2.3 TTL集成门电路 2.4 CMOS集成门电路 退出 　　逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。 　　基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等。 　　构成门电路的基本元件是晶体二极管、三极管(工作在截止区或饱和区)和MOS管（工作在截止区或可变电阻区），它们都具有开关特性，在输入电压的控制下，电路中的晶体管可以截止或导通，截止时相当于开关的断开状态，导通时相当于开关的闭合状态。 　　获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即关、开）两种工作状态。 　　逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。以输出的高电平表示逻辑1，以低电平表示逻辑0，则称这种表示方法为正逻辑。反之，若以输出的高电平表示0，而以低电平表示1，则称这种表示方法为负逻辑。 开关S断开时，vo为高电平 开关S接通时，vo为低电平 通过输入信号vI控制二极管或三极管工作在截止和饱和导通两个状态，即二极管或三极管起到开关S的作用。 2.1 半导体器件的开关特性 1、二极管的开关特性 二极管符号： 正极 负极 ＋ uD － 　　晶体二极管由PN结构成，它具有单向导电性，即外加正向电压时导通，外加反向电压时截止，相当于一个受外加电压极性控制的开关。 用vI的高、低电平控制二极管的开关状态，在输出端得到相应的高、低电平输出信号。 实际二极管的特性 式中IS 为反向饱和电流，v为二极管两端的电压降，VT =kT/q 称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相当T=300 K），则有VT=26 mV。 根据式 ，可作图得： （a）折线模型：外电路的等效电源VCC和等效电阻R都很小时，二极管的正向导通压降和正向电阻都不能忽略，认为二极管的管压降不是恒定的，而随二极管的电流增加而增加，模型中用一个电池和电阻 rD来近似，此电池的电压选定为二极管的门坎电压Vth，约为0.5V，rD的值为200欧。由于二极管的分散性，Vth、rD的值不是固定的。 iD/mA uD/V 二极管的三种近似模型 iD/mA uD/V （b）理想二极管串联恒压降模型：二极管导通后，其正向导通压降和外加电源电压相比不能忽略，而与外接电阻相比二极管的正向电阻可以忽略时，其管压降认为是恒定的，且不随电流而变，典型值为0.7V。该模型提供了合理的近似，用途广泛。注意：二极管电流近似等于或大于1mA正确。 iD/mA uD/V （c）理想二极管模型：相当于一个理想开关，正偏时二极管导通管压降为0V，反偏时电阻无穷大，电流为零。其正向导通压降和正向电阻与外加电源电压和外接电阻相比均可忽略时。