数字电子技术 课件 第二章门电路.ppt

2.4 TTL逻辑门电路 2.2半导体器件的开关特性 理想开关 一、二极管的开关特性 3、动态开关特性 二、三极管的开关特性 三、MOS管的开关特性 MOS管内阻大且存在寄生电容，所以开关延迟作用大，其开关特性比三极管差。 2.3 分立元件门电路一、二极管与门 二、二极管或门 三、三极管非门 四、DTL与非门电路 2.4 TTL集成门电路 集成电路：把二极管、三极管、电阻和连线都制作在一块半导体基片上构成具有一定功能的电路。 集成电路可分为线性集成电路、数字集成电路、混合集成电路。 数字集成电路可分为SSI、MSI、LSI、VLSI。 SSI从功能可分为门电路、触发器 门电路从集成工艺可分为双极型、MOS型 双极型工艺可分为TTL、HTL、ECL、I2L MOS型工艺可分为NMOS、PMOS、CMOS 3、TTL反相器的静态输入和输出特性 3）输出特性 输出为低电平：带灌电流负载 3）输入负载特性 Vi=f（Ri） 4、TTL反相器的动态特性 5、其他逻辑功能的TTL门 TTL门电路包括与门、或门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种常见的类型。 TTL门电路输入端、端出端的电路结构形式与反相器基本相同 反相器的特性同样适用所有的TTL门电路 （二）TTL与非门的开关速度 （2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。 2．几个重要参数 （1）输出高电平电压VOH——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的输出电压。VOH的理论值为3.4V，产品规定输出高电压的最小值VOH（min）=2.4V。 （5）阈值电压Vth——电压传输特性的过渡区所对应的输 入电压，即决定电路截止和导通的分界线，也是决定输出高、低电压的分界线。 近似地：Vth≈VOFF≈VON 即Vi＜Vth，与非门关门，输出高电平； Vi＞Vth，与非门开门，输出低电平。  Vth又常被形象化地称为门槛电压。Vth的值为1.3V～1.４V。 3．抗干扰能力 低电平噪声容限 VNL＝VOFF-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V 高电平噪声容限 VNH＝VOH（min）-VON＝2.4V-2.0V＝0.4V 1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH（1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端接低电平时，从门电路输入端流出的电流。 可以算出： （2）输入高电平电流IIH——是指当门电路的输入端接高电平时，流入输入端的电流。有两种情况。 ①寄生三极管效应：如图（a）所示。这时IIH=βPIB1，βP为寄生三极管的电流放大系数。 （1）灌电流负载 NOL称为输出低电平时的扇出系数。 （2）拉电流负载 一般NOL≠NOH，常取两者中的较小值作为门电路的扇出系数，用NO表示。 2．或非门 3．与或非门 在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。 为此，专门生产了一种可以进行线与的门电路——集电极开路门。 （1）当输出高电平时， RP不能太大。RP为最大值时要保证输出电压为VOH（min），由 得： （1）三态输出门的结构及工作原理 三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。 5．74LS系列——为低功耗肖特基系列。 6．74AS系列——为先进肖特基系列，它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低功耗肖特基系列，是74LS系列的后继产品。 逻辑关系：（设两管的开启电压为VT1=VT2=4V，且gm1＞＞gm2 ） （1）当输入Vi为高电平8V时，T1导通，T2也导通。因为gm1＞＞gm2，所以两管的导通电阻RDS1＜＜RDS2，输出电压为： 1．逻辑关系： （设VDD＞（VTN+|VTP|），且VTN=|VTP|） （1）当Vi=0V时，T2截止，T1导通。输出VO≈VDD。 （2）当Vi=VDD时，T2导通，T1截止，输出VO≈0V。 （1）当Vi＜2V，TN截止，TP导通，输出Vo≈VDD=10V。 （2）当2V＜Vi＜5V，TN工作在饱和区，TP工作在可 变电阻区。 （3）当Vi=5V，两管都工作在饱和区， Vo=（VDD/2）=5V。 （4）当5V＜Vi＜8V， TP工作在饱和区， TN工作在可变电阻