【2017年整理】《数字电子技术基础》2_逻辑门电路.ppt

第2章 逻辑门电路;2.1二极管和三极管的开关特性;2.1.1 二极管的开关特性;2． 二极管的开关时间;3．PN结的存储电荷; ;2.1.2三极管的开关作用特性 ; 在数字电路中，逻辑输入信号通常使三极管工作在截止或饱和状态，称为开关状态。;表2.2.1 NPN三极管的工作状态及特点;2． 三极管的开关时间; ; 三极管的开关时间一般为ns数量级，并且toff＞ton、ts＞tf。基区存储电荷是影响三极管开关速度的主要因素。 ;2.2 TTL门电路;2.2.1 TTL非门的工作原理;2.2.1 TTL非门的工作原理; ; ;2.2.2 TTL非门的特性;转折区cd段：1.2 V＜vI＜1.3 V。T1饱和，1.3VVC1= vI +VCES11.4V, T5由截止进入放大状态,T2、T3和T4的状态同前。由于T5集电极的等效电阻减小快，vo急剧减少。转折区中点输入电压定义为门坎电压Vth，约为1.3V。;2.输入噪声容限;输出高电平值域： [VOHmin，3.6V], VOHmin2V ;适当选择VOLmax、VILmax、VIHmin 和VOHmin，获得最佳的噪声容限;3.输入特性 ;2)输入负载特性;由于RRon=2.0k时T5饱和导通，故称Ron为开门电阻。;4.输出特性：带上负载后，负载电流与输出电压的关系曲线 . 有低电平输出特性和高电平输出特性 ; T5饱和时，其集射极之间的等效电阻小（大约20Ω），且基本不变，故输出电压随负载电流线性增加, 低电平输出特性如图2.2.7所示。 ;2）高电平输出特性; 当负载电流较小（负载电阻大）时，由于射极输出器输出电阻小，输出电压基本不变。 当负载电流较大（负载电阻小）时，R4上的电压较大，使T3、T4饱和，故输出电压基本上随负载电流线性下降。所以，R4的作用是限制输出电流。;5.扇出系数:驱动相同系列的TTL门的个数称为扇出系数,记为N。 ;扇出系数为：;6.传输延迟时间;2.2.3 TTL与非门/或非门/与或非门;2．TTL或非门;3．TTL与或非门;2.2.4 TTL 集电极开路门和三态门; 符号“◇”表示集电极开路, OC门正常使用时，必须外接电阻R，与T5形成反相器。整个电路实现与非逻辑功能;图; 当OC门输出低电平时，灌入一个OC 门的电流不超过其最大允许值IOLmax。此时负载门的输入电流近似为输入短路电流-IIS,;2.三态TTL门; 当EN=0(低电平)时，T7截止，T8饱和，导致T3、T4、T2和T5截止，输出电???大，即为高阻态，记为X。;TSL门的应用 ;*2.2.5 TTL 门电路的产品系列;表2.2.2 不同系列TTL门的特性比较;2.3 CMOS门电路;2.3.1 MOS管的开关特;2.3.1 MOS管的开关特; ;2．PMOS管的开关特性;2.3.2 CMOS反相器的工作原理;2.3.3 CMOS反相器的特性 ;当 ;2．输入伏安特性;3．输出特性;（2）高电平输出特性;2.3.4 CMOS与非门/或非门;2. CMOS或非门;3. 带缓冲级的CMOS与非门;2.3.5 CMOS 传输门/三态门/异或门;2.3.5 CMOS 传输门/三态门/异或门;当C=1时，传输门导通，输出电压为：;2. CMOS三态门;3. CMOS异或门;*2.3.6 BiCMOS 门电路;*2.3.6 BiCMOS 门电路;2.BiCMOS与非门;3.BiCMOS或非门;习题