03逻辑门电路1.ppt

TTL: 74系列， 74H系列, 74L系列, 74S系列, 74LS系列, 74AS系列, 74F系列, 74ALS系列 CMOS: 4000系列, 74HC系列, 74HCT系列, 74VHC系列, 74VHCT系列, 74LVC系列, 74AUC系列 CMOS电路具有功耗低、噪声容限大、扇出数大优点，速度较TTL电路稍逊色。 另外， CMOS电路工作电压范围较宽 CMOS电路已成为占主导地位的逻辑器件. 3.1.4 CMOS反相器 1.工作原理 CMOS电路的结构特点是：一个N沟道管和一个P沟道管配对使用，即N、P互补。 OD 门：符号、功能特点、上拉电阻计算 输出端并联使用 3.2.3 TTL反相器的基本电路 TTL逻辑门电路即晶体管——晶体管逻辑电路，是在BJT反相器的基础上，为提高其性能（如开关速度、带负载能力）而提出的。 1.TTL反相器的工作原理（设VIL=0.2v,VIH=3.6v） ①当输入为高电平时，电源VCC通过Rb1和T1的集电结向T2、T3提供基极电流，使T2、T3饱和，输出为低电平，此时VB1=VBC1+VBE2+VBE3=2.1V显然， T1处于发射结和集电结倒置使用的放大状态,而T4和D都截止，实现了反相器的逻辑关系：输入为高电平，输出为低电平。 ②当输入为低电平时， T1的发射结导通，其基极电压等于输入低电压加上发射结正向压降，即VB1=0.2+0.7=0.9V。此时T2、T3都截止，输出为高电平。 T2截止致使和导通，其电流流入负载，输出低电压。同样也实现了反相器的逻辑关系：输入为低电平，输出为高电平。 2 TTL反相器的传输特性 图3.2.5是TTL反相器的传输特性（折线近似），由图可见，传输特性由4条线段AB、BC、CD和DE所组成。 3.2.4 TTL逻辑门电路 TTL与非门电路 把TTL反相器的输入及改成多发射极BJT，则构成TTL与非门电路。如图所示。输入级实现逻辑与的功能，类似分析，可知该电路实现 与非逻辑功能。 作业 3.1.1，3.1.2，3.1.5 3.1.7，3.1.8，3.1.9，3.1.13 3.2.2，3.2.4 3.6.1，3.6.7 CMOS 传输门 ①C＝0、 ，即C端为低电平（0V）、 端为高电平（＋VDD）时， TN和TP都不具备开启条件而截止，输入和输出之间相当于开关断开一样。 ②C＝1、 ，即C端为高电平（＋VDD）、 端为低电平（0V）时，TN和TP都具备了导通 条件，输入和输出之间相当于开关接通一样，uo＝ui。 栅极控制电压为互补信号，如C = 0，C = VDD 注：OD门、TSL门、传输门主要掌握符号、功能，注意不要混淆。 CMOS传输门（TG）可作为构成各种逻辑电路的基本单元，应用广泛。 例：图3.1.7（P90） ， CMOS传输门构成数据选择器。 1. 放大状态 晶体管有截止、放大、饱和三种工作状态。 发射结正偏 VBE 0 集电结反偏 VBC 0 3.2.1 BJT的开关特性 3.2 TTL逻辑门电路 2. 饱和状态 在放大状态的基础上继续增加IB，当 时，晶体管饱和。 此时 发射结正偏 VBE 0 集电结正偏 VBC 0 3. 截止状态 当VBE = 0或加反向电压时，晶体管截止。 晶体管的开关状态 饱和时，VCE ≈ 0，C极和E极间电阻很小。 截止时，VCE ≈ VCC ，C极和E极间电阻很大。 开 关 发射结反偏 VBE 0 集电结反偏 VBC 0 NPN型BJT截止、放大、饱和工作状态的特点 ? 很小 相当开关闭合 可变 很大 相当开关断开 ce间等效电阻 VCES≈0.3V VCE＝VCC－iCRc VCEO≈VCC ce间电压 iC＝ ICS iC ≈ βiB Ic ≈ 0 集电极电流 发射结正偏 集电结正偏 VBE0，VBC0 发射结正偏 集电结反偏 VBE0，VBC0 发射结反偏 集电结反偏 VBE0，VBC0 偏置情况 工 作 特 点 ib IBS 0 ib IBS iB＝0 条 件 饱 和 放 大 截 止 工作状态 b c e b c e 上 图是三极管理想开关特性示意图，但作为实际的三极管开关，有时需 要考虑导通压降（b、e间)和饱和压降(c、e间）。并且开关的转换也需要 一定的时间。 图 三极管理想开关特性图 在数字电路中， BJT常用作开关。 BJT的开关作用就是利用它的开关特性，在脉冲信号作用下，使其工作在饱和（开关闭合）或截止（开关断开）