CH2 门电路(孔敏).ppt

第二章 门电路 2.1 概述 2.2 半导体二极管和 三极管的开关特性 2.3 分立元件门电路 2.4 TTL门电路 2.5 CMOS门电路 2.6 集成逻辑们电路的应用 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 一、TTL与CMOS器件之间的接口问题 两种不同类型的集成电路相互连接，驱动门必须要为负载门提供符合要求的高低电平和足够的输入电流，即要满足下列条件： 驱动门的VOH（min）≥负载门的VIH（min） 驱动门的VOL（max）≤负载门的VIL（max） 驱动门的IOH（max）≥负载门的IIH（总） 驱动门的IOL（max）≥负载门的IIL（总） （b）用TTL门电路驱动5V低电流继电器，其中二极管D作保护，用以防止过电压。 （2）对于或非门及或门，多余输入端应接低电平，比如直接接地；也可以与有用的输入端并联使用。 2.4 TTL门电路 3.OC门的“线与”功能 2.4 TTL门电路 ①当n个前级门输出均为高电平，即所有OC门同时截止时，为保证输出的高电平不低于规定的UOH，min值，上拉电阻不能过大，其最大值计算公式： 4.外接上拉电阻RU的计算方法 2.4 TTL门电路 ②当n个前级门中有一个输出为低电平，即所有OC门中只有一个导通时，全部负载电流都流入导通的那个 OC门，为确保流入导通OC门的电流不至于超过最大允许的IOL，max值，RU值不可太小，其最小值计算公式： 2.4 TTL门电路 5.OC门的应用 ①实现线与。 可以简化电路，节省器件。 ②实现电平转换。 如图所示，可使输出高电平变为10V。 ③用做驱动器。 如图是用来驱动发光二极管的电路。 2.4 TTL门电路 六、三态输出门电路（TS门） 1.三态门的电路结构和逻辑符号 功能表 EN=0 EN=1 Y高阻态 输出有三种状态： 高电平、低电平、高阻态。 控制端或使能端 2.4 TTL门电路 高电平有效 低电平有效 两种控制模式： 2.4 TTL门电路 2.三态门的应用 ①数据总线结构 只要控制各个门的EN端轮流为1，且任何时刻仅有一个为1，就可以实现各个门分时地向总线传输。 ②实现数据双向传输 EN=1，G1工作，G2高阻，A经G1反相送至总线； EN=0，G1高阻，G2工作，总线数据经G2反相从Y端送出。 2.4 TTL门电路 七、TTL门电路多余输入端的处理 1.与非门的处理 “1” 悬空 2.或非门、与或非门的处理 “0” （1）CMOS电路的工作速度比TTL电路的低。 （2）CMOS带负载的能力比TTL电路强。 （3）CMOS电路的电源电压允许范围较大，约在3～18V，抗干扰能力比TTL电路强。 （4）CMOS电路的功耗比TTL电路小得多。门电路的功耗只有几个μW，中规模集成电路的功耗也不会超过100μW。 （5）CMOS集成电路的集成度比TTL电路高。 （6）CMOS电路容易受静电感应而击穿，在使用和存放时应注意静电屏蔽，焊接时电烙铁应接地良好，尤其是CMOS电路多余不用的输入端不能悬空，应根据需要接地或接高电平。 2.5 CMOS门电路 CMOS电路的特点： 常用CMOS逻辑门器件系列：  ① 4000系列；  ② 74HC系列－－高速CMOS系列。  2.5 CMOS门电路 一、MOS管的开关特性 输入低电平，NMOS管截止； 输入高电平，NMOS管导通。 输入低电平，PMOS管导通； 输入高电平，PMOS管截止。 2.5 CMOS门电路 二、CMOS非门 2.5 CMOS门电路 CMOS非门电压传输特性 CMOS非门电流传输特性 CMOS反相器的传输特性接近理想开关特性， 因而其噪声容限大，抗干扰能力强。 2.5 CMOS门电路 三、CMOS与非门（P并N串） 2.5 CMOS门电路 四、CMOS或非门（P串N并） 特点：需外接上拉电阻。 应用：与OC门类似， 输出端可以并接，实现“线与”功能； 实现电平转换。 2.5 CMOS门电路 五、漏极开路的CMOS门电路（OD） 2.5 CMOS门电路 六、CMOS传输门和双向模拟开关 ①C＝0、 ，TN和TP截止，相当于开关断开。 ②C＝1、 ，TN和TP导通，相当于开关接通，uo＝ui。 由于T1、T2管的结构形式是对称的，即漏极和源极可互易使用，因而