数字电子技术课件作者卢庆林第二章节.ppt

第二章 逻辑门电路 第一节 分立元件门电路 第二节 TTL集成门电路 第三节 COM集成门电路 本章小结 尚辅网 / 第二章 逻辑门电路 学习要点： 二极管、三极管的开关特性 分立元件门电路 集成门电路及其功能和使用方法 返回主目录 第一节 分立元件门电路 　　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（即开、关）两种工作状态，如下图。 　　逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。 　　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。 图2-1 获得高、低电平的方法 　图2-2 高、低电平的逻辑赋值 a) 正逻辑　　b） 负逻辑 一、二极管、三极管的开关特性 1.二极管的开关特性 二极管符号： 正极 负极 ＋　uD 　－ Ui0.5V时，二极管截止，iD=0。 Ui0.5V时，二极管导通。 uo uo ui＝0V时，二极管截止，如同开关断开，uo＝0V。 ui＝5V时，二极管导通，如同0.7V的电压源，uo＝4.3V。 二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。 2.三极管的开关特性 ＋ － Rb Rc +VCC b c e ＋ － 截止状态 饱和状态 iB≥IBS ui=UIL0.5V uo=+VCC ui=UIH uo=0.3V ＋ － Rb Rc +VCC b c e ＋ － ＋ ＋ － － 0.7V 0.3V 饱和区 截止区 放 大 区 观看讲解动画 ②ui=0.3V时，因为uBE0.5V，iB=0，三极管工作在截止状态，ic=0。因为ic=0，所以输出电压： ①ui=1V时，三极管导通，基极电流： 因为0iBIBS，三极管工作在放大状态。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，输出电压： 三极管临界饱和时的基极电流： uo=uCE=VCC-iCRc=5-1.5×1=3.5V uo=VCC=5V ③ui＝3V时，三极管导通，基极电流： 而 因为iBIBS，三极管工作在饱和状态。输出电压： uo＝UCES＝0.3V 3.MOS管的开关特性 工作原理电路 转移特性曲线 输出特性曲线 ui ui G D S RD +VDD G D S RD +VDD G D S RD +VDD 截止状态 uiUT uo=+VDD 导通状态 uiUT uo≈0 二、三种基本门电路 1、二极管与门 Y=AB 2.二极管或门 Y=A+B 3.三极管非门 ①uA＝0V时，三极管截止，iB＝0，iC＝0，输出电压uY＝VCC＝5V ②uA＝5V时，三极管导通。基极电流为： iB＞IBS，三极管工作在饱和状态。输出电压uY＝UCES＝0.3V。 三极管临界饱和时的基极电流为： ①当uA＝0V时，由于uGS＝uA＝0V，小于开启电压UT，所以MOS管截止。输出电压为uY＝VDD＝10V。 ②当uA＝10V时，由于uGS＝uA＝10V，大于开启电压UT，所以MOS管导通，且工作在可变电阻区，导通电阻很小，只有几百欧姆。输出电压为uY≈0V。 返回本章目录 第二节 TTL集成门电路 1.TTL与非门 ①输入信号不全为1：如uA=0.3V， uB=3.6V 3.6V 0.3V 1V 则uB1=0.3+0.7=1V，T2、T5截止，T3、T4导通 忽略iB3，输出端的电位为： 输出Y为高电平。 uY≈5―0.7―0.7＝3.6V 3.6V 3.6V ②输入信号全为1：如uA=uB=3.6V 2.1V 则uB1=2.1V，T2、T5导通，T3、T4截止 输出端的电位为： uY=UCES＝0.3V 输出Y为低电平。 功能表 真值表 逻辑表达式 输入有低，输出为高；输入全高，输出为低。 观看TTL与非门原理动画 74LS00内含4个2输入与非门，74LS20内含2个4输入与非门。 74LS00管脚介绍动画演示 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