[工学]门电路知识必看.ppt

2.1 概 述 门电路：实现基本运算、复合运算的单元电路，如与门、与非门、或门 …… 2.2半导体二极管和三极管的开关特性 IS----二极管的反向饱和电流；k----玻尔兹曼常数1.381*10-23J/K；T----热力学温度；V----加到二极管两端的电压；q----电子电荷1.6*10-19C 2、二极管静态开关特性 导通条件及特点 条件：VD0.7V 特点：相当于0.7V电压降的闭合开关 截止条件及特点 条件： VD0.7V 特点：相当于完全断开的开关 利用二极管的单项导电性，相当于一个受外加电压极性控制的开关。如图示： 假定：VIH=VCC,VIL=0 二极管D的正向电阻为0，反向电阻为? （在数字电路中，为便于分析， 取单一值：硅管0.7V，锗管0.3V） 则当VI=VIH时，D截止，Vo=VOH=VCC VI= VIL时，D导通，VO=VOL=0 2. 带负载能力 (1)输入低电平电流IIL 典型值1.6mA (2)输入高电平电流IIH 典型值40uA (5)扇出系数NO 门电路能够驱动同类门电路的个数 NOH=IOH/IIH NOL=IOL/IIL NO =min(NOH , NOL) 3.平均传输延迟时间tPd tPHL输出由高电平 变为低电平的时间 tPLH输出由低电平 变为高电平的时间 uI=UIH时 UCC R1 R2 R4 T3 D2 T4 R3 D1 T1 T2 uo uI Y A uC2=UBES4+UBES2≈0.7+0.3=1V，迫使T3 、 T2截止，由于T4饱和。 可见输出和输入之间是反相关系，即 : 空载输出时约为0.3V 3.6V 1.4V 1V 0.7V 0.3V uO=UOL uE1=3.6V，而T1的集电极被T2、 T4的发射结限幅，uC1=1.4V，此时T1集电结正向导通而发射结反偏（常称为倒置工作状态），可以简单的认为发射结截止，可使T2、 T4饱和。 2.4 TTL集成门电路 一、TTL与非门工作原理 1. 有一个输入端输入低电平 0.3V 1.0V 3.6V T2，T5截止 T4 ， D3导通 2.1V 3.6V 3.6V T2饱和 T5深度饱和 0.7V 1.0V D3，T4截止 0.3V 2. 两个输入端都输入高电平 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。 74LS00内含4个2输入与非门，74LS20内含2个4输入与非门。 二、TTL电路的特性和参数 抗干扰能力 (1)输出高电平VOH 典型值：3.6V VOH(min) =2.4V (2)输出低电平VOL 典型值：0.3V VOL(max) =0.4V (3)输入高电平VIH VIH(min)=VON=2.0V 保证输出为低电平的最小输入高电平 (4)输入低电平VIL VIL(max)=VOFF =0.8V 保证输出为高电平的最大输入低电平 (5)噪声容限 VNH= VOH(min) – VON VNL= VOFF– VOL(max) (3)输出低电平电流IOL 带灌电流负载能力___典型值16mA IOL(max)是指输出低电平达到0.4V的最大输出电流 T4截止 T5饱和 IOL=IC5 (4)输出高电平电流IOH 带拉电流负载能力___典型值0.4mA IOH(max)是指输出高电平达到2.4V的最大输出电流 IOH=IE4 tPd=(tPHL+ tPLH)/2 * * 2.2 半导体器件的开关特性 2.3 分立元件构成的与、或、非门 2.6 CMOS集成门电路 第2章 门电路 2.1 概述 2.4 TTL集成门电路 门电路中以高/低电平表示逻辑状态的1/0 获得高、低电平的基本原理 高/低电平都允许有一定的变化范围 使用的实际开关为晶体二极管、三极管以及场效应管等电子器件。 正逻辑：高电平表示1，低电平表示0负逻辑：高电平表示0，低电平表示1 除非特别说明，一律采用正逻辑。 一、半导体二极管开关特性 1、二极管伏安特性 二极管等效电路 应用于二极管外电路电阻R值与其动态rD电阻等量级场合 应用于二极管电路输入电压V正向幅值与VON差别不大，且RrD的场合，数字电路属于此类 应用于二极管电路输入电压V正向峰值VPPVON，且RrD的场合 图2-3 二极管的伏安特性曲线 图2-2 二极管开关电路 VON是二极管的门槛电压或称开启电压，硅管约为0.5V，锗管约为0.1V。 VD称