数字电路与数字逻辑 第3章_门电路.ppt

第三章  逻辑门电路 本章学习重点 熟悉开关器件（二极管、三极管BJT）的开关特性 【BJT：Bipolar Junction Transistor】 本章学习重点 TTL逻辑门电路 第2章 逻辑门电路 一．二极管的开关特性 首先来看一下获得高、低电平的基本原理： 二极管的开关特性表现在： 二极管的几种常见结构和符号 二极管的基本特性：单向导电性 二极管的伏安特性 （二）二极管的开关特性 二．三极管的开关特性 （一）半导体三极管的结构 （2）三极管的几种常见结构和符号 常用双极型三极管的两种类型： （3）双极型三极管的特性曲线 （b）输出特性曲线 半导体三极管的开关特性 三. 分立元件构成的门电路 二极管与门 二极管或门 三极管非门（反相器） 四. TTL集成门电路 （一）TTL反相器 TTL反相器电路 TTL反相器的电压传输特性 （二） TTL与非门电路 TTL与非门的技术参数 （1）传输特性【如前介绍】 （2）输入和输出的高、低电压 由前面TTL反相器的传输特性上可以求得输入和输出的高、低电压的数值如下： 输出高电压 VOH≈VO(A)=3.6V 输出低电压 VOL=VCES=0.2V 输入低电压 VIL=VI(B)=0.4V 输入高电压 VIH=VI(D)=1.2V （3）噪声容限 （三）集电极开路门（OC门：【Open Collector 】） OC门的特点 OC门最显著的特点就是：可以线与。 计算OC门负载电阻最大值的工作状态 计算OC门负载电阻最小值的工作状态 （四）三态输出门（TSL门：【Tristate Logic】） 三态门的应用 （2）用三态输出门实现数据的双向传输 五. CMOS逻辑门电路 （一）CMOS反相器 CMOS反相器的电压传输特性 （二）CMOS传输门（TG门【Transmission Gate】） CMOS传输门中两个MOS管的工作状态 TG门的应用 （三）CMOS门电路的特点 CMOS电路的工作速度比TTL电路的稍低。 CMOS带负载的能力比TTL电路强。 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。 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。 六. 使用集成电路时的注意事项 对于各种集成电路，使用时一定要在推荐的工作条件范围内，否则将导致性能下降或损坏器件。 数字集成电路种多余的输入端在不改变逻辑关系的前提下可以并联起来使用，也可以根据逻辑关系的要求接地或接高电平。TTL电路多余的输入端悬空表示输入为高电平；但CMOS电路，多余的输入端不允许悬空，否则电路将不能正常工作。 第二章内容总结（1） 要建立下面一些概念： 第二章内容总结（2） CMOS电路具有制造工艺简单、功耗小、输入阻抗高，集成度高、电源电压范围宽等优点，其主要缺点是工作速度稍低，但随着集成工艺的不断改进，CMOS电路的工作速度已有了大幅度的提高。 三态门的电路结构和代表符号 三态门的输出具有三种状态：高电平、低电平和高阻态（又称为禁止态）。 （a）控制端高电平有效 当EN=1时， 当EN=0时，Y为高阻态 （b）控制端低电平有效 当 时，Y为高阻态 当 时， （1）用三态输出门接成总线结构 让各门的控制端处于高电平，即任意时刻只让一个TSL门处于工作状态，而其余的TSL门均处于高阻状态，这样总线会轮流接受各TSL门的输出。 当EN=1时： G1工作而G2呈高阻态，数据D0经G1反相后送到总线上去； 当EN=0时： G2工作而G1呈高阻态，来自总线的数据经G2反相后由送出。 CMOS英文：Complementary-Symmetery Metal-Oxide-Semiconductor Circuit 结构示意图（a）和电路图（b） 返回 TG门的电路结构和逻辑符号 应用1：作CMOS双向模拟开关 电路结构和符号如下： （三）CMOS门电路的特点 CMOS集成电路的集成度比TTL电路高。 CMOS电路适合于特殊环境下工作。 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 六. 使用集成电路时的注意事项 TTL电路和CMOS电路之间一般不能直接连接，而需利用接口电路进行电平转换或电流变换才可进行连接，使前级器件的输出电平及电流满足后级器件对输入电平及电流的要求，并不得对器件造成损害。 利用半导体器件的开关特性，可以构成与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等等各种逻辑门电路，