数字电子技术第三章第二讲.ppt

二、TTL门电路 2.输入为高电平（ UIH≥2v）时 3. OC 门的使用 * * 第二讲 集成逻辑门 1、集成电路（Integrated circuit）,简称IC,就是将 元、器件和连线一起作在一个半导体基片上的完整电路。 2、分类： 按制造工艺分 双极型 单极型 MSI（〈103个等效门） LSI （〈104个等效门） VLSI（104个以上等效门） SSI（100以下个等效门） 按集成度分 3、集成电路优点:体积小、耗电少、重量轻、可靠性高等。 TTL、ECL I2L、DTL PMOS NMOS CMOS ——TTL(输入输出均为三极管结构) ——CMOS（由NMOS和PMOS互补构成） 一、 TTL集成逻辑门电路系列简介 ①74：标准系列，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝10ns，平均功耗P＝10mW。 ②74H：高速系列，是在74系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝6ns，平均功耗P＝22mW。 ③74S：肖特基系列，是在74H系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝3ns，平均功耗P＝19mW。 ④74LS：低功耗肖特基系列，是在74S系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝9ns，平均功耗P＝2mW。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。 3、真值表和逻辑符号 A 0 1 Y 1 0 1、 电路结构图 输入级 倒相级 输出级 2、 工作原理 设Vcc=+5V, UIH = 3.6v, UIL = 0.3v, PN结的开启电压为0.7v.三极管的饱和导通压降为0.3V. 1 A Y 2 .1V UA T1发射结 UB1 T2 T3 T4 UY 0.3v 导通 1.0v 截止 导通 截止 3.6v 3.6v 导通 4.3v 导通 截止 导通 0.3v ? T1集电结 截止 导通 T1 T2 T3 T4 R1 Y +VCC A UB1 一、TTL非门 Uc2=1v Ue2=0.7v 截止 D1 D2 R2 R3 R4 VC2 VE2 由于T2集电极输出的电压信号和发射极输出的电压信号变化方向相反，所以称为”倒相级” 对于集成电路，只要从手册中查出该电路的真值表、引脚 功能图和电参数就能合理的使用该集成电路。 二、TTL非门的一些特性和参数 一、电压传输特性 UTH 1）门槛电压：其转折区中点对应的输入电压叫门槛电压（阈值电压），记为UTH: UO/V UI/V 3 2 1 0.5 1.0 1.5 O UTH = 1.4v 当非门的UI ≥UTH 时， = U0L U0 当非门的UI ≤UTH 时， U0 = U0H Uo=F(Ui) A B E D C UO/V UI/V 3 2 1 0.5 1.0 1.5 O UiL(max)——输入低电平上限值 UiL(max) UiH(min) UiH(min)——输入高电平下限值 输入 UoL(max)——输出低电平上限值 UoH(min)——输出高电平下限值 输出 UoH(min) UoL(max) 2)输入输出高低电平 3) 输入端噪声容限 在保证输出高、低电平基本不变（或者说变化的大小不超过允许限度） 的条件下，输入电平允许波动的范围，称为噪声容限。 高电平噪声容限 UNH＝UOH(min)-UiH（min） 低电平噪声容限 UNL＝UIL（max）-UOL(max) 例如： 74系列门电路的典型参数为：VOH=2.4V，VOL=0.4V,VIH=2.0V,VIL=0.8V 则，VNH=2.4-2.0=0.4V,VNL=0.8-0.4=0.4V 等效简化电路如图： T1管倒置工作，高电平输入电流IIH很小，为 ?A 级。 低电平输入电流IIL较大，当Vcc=5v，UIL=0.2v时， IIL=(VCC-Vbe1-ViL)/R1?1mA 。 输入简化电路如图： 二、 输入特性（讨论T1管） 1.输入低电平（UIL≤ 0.8v)时 近似分析时，常用IIS来代替。 IIS 是输入短路（UIL=0）时的 电流(1.1mA)。 74系列门电路的每个输入端的IIH ≤40μA。 +VCC R1 T1 UIL IIL 截止 +VCC R1 T1 UIH IIH 导通 be2 be4 ii=f(Ui) 具体使用门电路时，有时需要在输入端与地(低电平)之间 接入电阻Rp. 三、 输入负载特性 ——输入端电压随输入处接电阻变化的规律 。 Rp0.91kΩ时，认为接入低电平；关门电阻ROFF Rp1.93kΩ时，认为接入高电平；开门电阻RON： ！输入端悬空，认为接入∞ 大电阻，所以认为接入