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第三章 门 电 路 第一节 概述 第二节 半导体二极管门电路 一、二极管的开关特性 （二）静态特性 1.电压传输特性 2.电流传输特性 3.输入特性 4 .输出特性 (1) 输出低电平 (2) 输出高电平 （三）动态特性 1.传输延迟时间 2. 交流噪声容限 3.动态功耗 三、其他类型的CMOS门电路 （一）其他逻辑功能的CMOS门电路 负载电阻RL的计算 当 总线为低电平VOL时： （三）CMOS传输门 1.传输门 （四）三态输出的CMOS门电路 四、CMOS电路的正确使用 1.输入电路的静电防护 （二）TTL反向器的静态特性(117页） 1. 电压传输特性 2. 输入特性 4.输入端负载特性 (三)TTL反向器的动态特性 1.传输延迟时间 3.电源动态尖峰电流 三.其他类型的TTL门电路(3.5.5节） （一）其他逻辑功能的门电路 4.异或门 VGS(th)P VGS(th)N VDD 0V N沟道管导通 P沟道管导通 分析原理。先分析只有一个管时的情况： 单管工作的缺点是： (1)有死区； (2)导通电阻随输入电压变化很大。 采用双管可克服这些缺点。 将电压传输系数定义如下： KTG= = 采用改进电路的CMOS四模拟开关CC4066在VDD=15V时，RTG值不大于240?。而且在 变化时，RTG基本保持不变。 目前，某些精密CMOS模拟开关的导通电阻已降低到20 ? 以下。 模拟开关 组成逻辑电路 例如：异或门－－见98页图3.3.37 2.传输门的应用 三态门在总线方面的应用 双向总线： 接成总线方式时，在n个EN端中，每次最多只能有一个有效。 CMOS电路的输入保护电路承受静电电压和脉冲功率的能力有限。因此，在储存，运输，组装和调试过程中，仍需采取防静电措施。 (1)储存和运输不要使用化纤织物包装，最好用金属屏蔽层包装； (3)不用的输入端不应悬空。 2.输入电路的过流保护 保护二极管只能承受1mA电流，因此下列三种情况下输入端要串入保护阻。 (1)输入端接低内阻信号源； (2)输入端接有大电容； (3)输入端接长线。 (2)操作时使用的电烙铁等，要妥善接地； 3.CMOS电路锁定效应的防护 产生锁定效应将造成CMOS电路永久失效。可在输入、输出端接入钳位保护电路，在电源输入端加去偶电路。 应确保CMOS电路先通电、后断电。 五、CMOS数字电路的各种系列 一、双极型三极管（BJT)的开关特性 1.静态特性 可用输入输出特性来描述。 基本开关电路如图： 可用图解法分析电路： 输入特性 输出特性 第四节 TTL门电路（教材上为第五节） 饱和 放大 导通 截止 BC结 BE结 特 点 条 件 VON (0.7V) ibIBS ic=ICEO(=0) , iB=0 ic= iB =VCE(sat)=0.3V 0V 反 反 反 正 正 正 Ib IBS=ICS / =VCC-iCRCs 开关特性可归纳为下表： 也是“特点”的一部分 2.动态特性 当输入信号使三极管在截止和饱和两种状态之间迅速转换时，三极管内部电荷的建立和消散都需要时间，因而集电极电流的变化将滞后于输入电压的变化。从而导致输出电压滞后于输入电压的变化。 也可以理解为三极管的结电容起作用。 注意：三极管饱和越深，由饱和到截止的延迟时间越长。 饱和时 截止时 等效电路 3.三极管反相器（非门） 例3.5.1：计算参数设计是否合理（原理） 求基极回路的等效电路： VCC=5V, VEE= ? 8V,R1=3.3K ,R2=10K =20, VCE(sat) =0.1V,VIH=5V,VIL=0V 参数选择合理。 1.电路结构（以74系列非门为例） 2.工作原理 VCC=5V,VIH=3.4V,VIL=0.2V T1导通，深饱和 T2,T5截止。因为T5有漏电流，可等效为大电阻。 T4导通，忽略R2压降，可求出 =3.6V=VOH =VIL: 0.9 0.3 0.2 二、TTL反向器的电路结构、工作原理和特性 TTL (Transistor-Transistor Logic):晶体管—晶体管逻辑电路。 推拉式（push-pull）、图腾柱（totem-pole）输出电路 输出级 中间级 输入级 5 3.6 （一）结构和原理 =VIH: T1的BE结截止、BC结导通；T2、T5导通。 T4截止，因此T5饱和。 T2: ICS=4V/1.6K=2.5mA;