第三章--逻辑门电路.ppt

高电平有效 低电平有效 两种控制模式： 2.三态门的应用 ①数据总线结构 只要控制各个门的EN端轮流为1，且任何时刻仅有一个为1，就可以实现各个门分时地向总线传输。 ②实现数据双向传输 EN=1，G1工作，G2高阻，A经G1反相送至总线； EN=0，G1高阻，G2工作，总线数据经G2反相从Y端送出。 七、74S系列门电路 74S系列又称肖特基系列。采用了抗饱和三极管，或称肖特基晶体管，是由普通的双极型三极管和肖特基势垒二极管SBD组合而成。 b c e b c e 采用肖特基势垒二极管SBD钳位达到抗饱和的效果，具有较高的传输速度。 肖特基势垒二极管SBD的工作特点： 具有单向导电性 导通阀值电压较低，约为0.4?0.5V 势垒二极管的导电机构是多数载流子，因而存储效应很小。 带有SBD钳位的BJT具有抗饱和作用 b c e 肖特基TTL与非门电路（STTL） Vcc Rb12.8k? RC2760? RC455? DA Rb6 370? T2 T4 T3 A B RC6 T6 DB T5 Rb13.5k? T1 L 有源下拉电阻（泄放电路） TTL系列门电路 ①74：标准系列； ②74H：高速系列； ③74S：肖特基系列； ④74LS：低功耗肖特基系列；74LS系列成为功耗延迟积较小的系列。74LS系列产品具有最佳的综合性能，是TTL集成电路的主流，是应用最广的系列。 性能比较好的门电路应该是工作速度既快，功耗又小的门电路。因此，通常用功耗和传输延迟时间的乘积(简称功耗—延迟积)来评价门电路性能的优劣。功耗—延迟积越小，门电路的综合性能就越好。 ⑤74AS：先进肖特基系列； ④74ALS：先进低功耗肖特基系列。 TTL门电路的各种系列的性能比较 18 2 9 低功耗肖特基74LS 30 20 1.5 先进的肖特基74AS 4 60 100 DP/pJ 1 20 10 PD/mW 4 3 10 tpd/ns 先进的低功耗肖特基74ALS 肖特基74S 基本74 类型 参数 74LS系列常用芯片 八、TTL门电路多余输入端的处理 1.与非门的处理 “1” 悬空 2.或非门、与或非门的处理 “0” 各种门电路的延迟时间与功耗的关系图 BiCMOS ECL CMOS NMOS TTL PD tpd 一、各种电路之间的接口问题 §3.5 逻辑门电路使用中的几个问题 驱动器件应能对负载器件提供灌电流最大值。 驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流。 驱动器件的输出的电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围内，包括高、低电压值。 采用接口电路时需要考虑的几个条件： 1、CMOS门驱动TTL门 因两者的电压参数兼容，不需外加接口电路，只需按电流大小计算出扇出数。 VDD T1 T2 VCC R1 R2 T3 T4 R3 驱动门 负载门 2、TTL门驱动CMOS门 VDD T1 T2 Vcc R1 R2 D R3 T1 T2 T3 RP 用TTL驱动CMOS-HCT时，由于电压参数兼容，不需外加接口电路，在数字电路设计中，常被用作接口器件。 上拉电阻RP接VDD，将TTL电路的输出高电平提高到能与CMOS电路兼容的水平。 二、门电路带负载时的接口电路 1、用门电路直接驱动显示器件 （1/6）74HC04 LED R 1 输入 LED R 1 输入 Vcc D F OH I V V R - = D F CC I V V R - = OL V - 2、机电性负载接口 （1/6）74HC04 1 输入 1 输入 50? 50? 继电器 将两个反相器作为驱动电路 三、抗干扰问题 1、多余输入端的处理措施 为防止干扰，一般不让多余输入端悬空，对多余输入端的处理以不改变电路工作状态及稳定可靠为原则。 与类门的多余输入端接电源正端 或类门的多余输入端接地 CMOS门 多余输入端接地 TTL“或”类门 利用反相器将输入端接地，输出的高电位接多余输入端 通过上拉电阻接电源正端 TTL“与”类门 处理方法 门的类型 与工作端并接 2、去耦合滤波器 用10?100?F的大电容与直流电源并联以滤除不必要的频率成分，并且对每一集成芯片加接0.1?F的电容器以滤除开关噪声。 ３、接地和安装工艺 将电源地与信号地分开，先将信号地汇集在一点，然后将二者用最短的导线连在一起，以避免含有多种脉冲波形的大电流引到某数字器件的输入端而导致系统正常的逻辑功能失常。 当系统兼有模拟和数字两种器件时，需将两者的地分开，然后选用一个合适的共同点接地，以免除两者的相互影响。 4、印刷电路的安装和设计 要注意连线尽可能短，以减少接线电容而导致寄生反馈有可能引起寄生振荡。 CMOS器件在使用和储