第二节 门电路.ppt

2.1 概述 逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。 基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等 2.1 概述 正逻辑：用高电平表示逻辑1，用低电平表示逻辑0 负逻辑：用低电平表示逻辑1，用高电平表示逻辑0 今后除非特别说明，一律采用正逻辑。 2.2 半导体器件的开关特性 2.2.1、二极管的开关特性 2.2 半导体器件的开关特性 2.2 半导体器件的开关特性 二极管开关特性 2.2 半导体器件的开关特性 二极管动态特性（存储电荷消散时间和结电容） 外加电压由反向突然变为正向时，要等到PN结内部建立起足够的电荷梯度后才开始有扩散电流形成，即浓度梯度建立产生的延迟 延迟时间由PN结正向动态结电容及其结电阻和外电路等效电阻形成的时间常数决定 外加电压由正向突然变为反向时，因PN结尚有一定数量的存储电荷，所以有较大的瞬态反向电流流过。随着存储电荷的消散，反向电流迅速衰减并趋近于稳态时的反向饱和电流 延迟时间由PN结动态反向结电容及其反向结电阻和外电路等效电阻形成的时间常数决定 2.3.1 二极管与门 2.3.2 二极管或门 2.2 半导体器件的开关特性 二、场效应管的开关特性 2.2 半导体器件的开关特性 二、场效应管的开关特性 2.2 半导体器件的开关特性 二、电压、电流传输特性 二、输出特性 二、输出特性 三、 CMOS传输门及双向模拟开关 1. 传输门 三、 CMOS传输门及双向模拟开关 1. 传输门 四、三态输出门 三态门的用途 2.2 半导体器件的开关特性 2.2.2、三极管开关特性 一、双极型三极管的开关特性 2.2.2、三极管开关特性 2.2 半导体器件的开关特性 2.2.2、三极管开关特性 2.2 半导体器件的开关特性 2.2.2、三极管开关特性 2.2.2、三极管开关特性 2.3 分立元件门电路 2.3.2 三极管非门 2.4 T TL门电路 2.4.1 TTL反相器的电路结构和工作原理 2.4.1 TTL反相器的电路结构和工作原理 2.4.1 TTL反相器的电路结构和工作原理 2.4.1 TTL反相器的静态输入特性和输出特性 一、输入特性 2.4.1 TTL反相器的静态输入特性和输出特性 2.4.1 TTL反相器的静态输入特性和输出特性 2.低电平输出特性 2.4.1 TTL反相器的静态输入特性和输出特性 三、输入端负载特性 2.4.2 其他类型的TTL门电路 2.4.2 其他类型的TTL门电路 2.4.2 其他类型的TTL门电路 2.4.2 其他类型的TTL门电路 2.4.2 其他类型的TTL门电路 二、集电极开路门（OC） 1.同时导通电流过大。 2. 输出电压不能调整。 2.4.2 其他类型的TTL门电路 由于n个OC门的输出接在一起，所以只要有一个是低电平，Vo就是低电平；只有每个输出都是高电平时，Vo才是高电平。这种输出端并联的连接方式称为“线与” 2.4.2 其他类型的TTL门电路 外接负载电阻的计算方法： ①当所有OC门同时截止时，输出Vo为高电平，为保证输出的高电平不低于规定的VOH值。负载电阻的最大值计算公式： 2.4.2 其他类型的TTL门电路 2.4.2 其他类型的TTL门电路 3. 三态输出门（TSL） 2.4.2 其他类型的TTL门电路 OC门输出并联的接法及逻辑图 2. 双向模拟开关 CMOS 三态门 ①E=1时，TP2、TN2均截止，Y与地和电源都断开了，输出端呈现为高阻态。 ②E=0时，TP2、TN2均导通，TP1、TN1构成反相器。 可见电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态，是一种三态门。 （a）用或非门控制 （b）用与非门控制 ＋ － Rb Rc +VCC b c e ＋ － 截止状态 ui=UIL0.5V 饱和状态 iB≥IBS ui=UIH uo=0.3V ＋ － Rb Rc +VCC b c e ＋ － ＋ ＋ － － 0.7V 0.3V  (a)截止状态 (b)饱和导通状态 双极型三极管的开关等效电路 2.2.2、三极管开关特性 ①ui=1V时，三极管导通，基极电流： 因为0iBIBS，三极管工作在放大状态。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，输出电压： 三极管临界饱和时的基极电流： ②ui=0.3V时，因为uBE0.7V，iB=0，三极管工作在截止状态，ic=0。因为ic=0，所以输出电压： ③ui＝3V时，三极管导通，基极电流： 而 因为i