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1、第三章逻辑门电路电子第1页，共66页，编辑于2022年，星期二1 逻辑门电路逻辑门电路门：具有开关作用。门：具有开关作用。门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。一、器件的开关作用一、器件的开关作用开关特性开关特性体现开关作用体现开关作用静态特性静态特性转换过程转换过程动态特性动态特性理想开关特性理想开关特性Z0短路、相当开关闭合短路、相当开关闭合Z断路、相当开关断开断路、相当开关断开第2页，共66页，编辑于2022年，星期二二、半导体二极管的开关特性二、半导体二极管的开关特性DR+开关作用开关作用D正偏正偏导通导通UD很小很小电路导通电路导通U
2、D0.7V,硅管硅管UD0.3V,锗管锗管D反偏反偏截止截止UD很大很大电路断开电路断开注注:讲课如不特殊说明讲课如不特殊说明,均以硅管为例均以硅管为例.第3页，共66页，编辑于2022年，星期二三、半导体三极管的开关特性三、半导体三极管的开关特性开关作用开关作用10KVcc=5V1k Vo=30T截止截止饱和饱和放大放大Vbe Vbc反偏反偏反偏，反偏，ibic0，开关断开。，开关断开。正偏正偏反偏，反偏，ic ib，线性放大。线性放大。正偏正偏正偏，正偏，ib Ibs ，开关闭合。开关闭合。第4页，共66页，编辑于2022年，星期二开关作用（续）开关作用（续）临界饱和：临界饱和：饱和系数：
3、饱和系数：10KVcc=5V1k Y=30TB越大，饱和越深；越大，饱和越深；反之饱和则浅反之饱和则浅说明：说明：因所以，临界饱和电流是由外电路（所以，临界饱和电流是由外电路（Rc）决定的，）决定的，Rc不同，临界饱和电流是不一样的。不同，临界饱和电流是不一样的。Vbc0 V时，时，T处于临界饱和处于临界饱和第5页，共66页，编辑于2022年，星期二例例1:计算图示电路的临界饱和电流。计算图示电路的临界饱和电流。=30Vces=0.3VRbTRcReicibieVccVo第6页，共66页，编辑于2022年，星期二四、基本门电路四、基本门电路对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路对应三种基本逻辑
4、运算，有三种基本门电路二极管与门（二极管与门（D与门）与门）电路电路 5V A0V BFRD1D2Vcc（5V）原理原理VAVBVFD1 D20V 0V 0.7V 通通通通0V 5V 0.7V 通通止止5V 0V 0.7V 止止通通5V 5V 5 V 止止止止电路分析要求出输入的电路分析要求出输入的各种组合与输出的关系各种组合与输出的关系电位表：电位表：第7页，共66页，编辑于2022年，星期二二极管与门二极管与门(续续)VAVBVFD1 D20V 0V 0.7V 通通通通0V 5V 0.7V 通通止止5V 0V 0.7V 止止通通5V 5V 5 V 止止止止0低电位低电位1高电位高电位真值表
5、真值表:A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1实现实现了与了与逻辑逻辑功能功能实现了实现了与逻辑与逻辑功能功能符号符号ABF&国标国标惯用惯用国外国外ABFABF第8页，共66页，编辑于2022年，星期二 二极管或门（二极管或门（D或门）或门）电路电路 5V A0V BFRD1D2原理原理VAVBVFD1 D20V 0V 0V 止止止止0V 5V 4.3V 止止通通5V 0V 4.3V 通通止止5V 5V 4.3V 通通通通电位表：电位表：0低电位低电位1高电位高电位真值表真值表:A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1实现实现了或了或逻辑逻辑功能功能实现
6、了实现了或逻辑或逻辑功能功能第9页，共66页，编辑于2022年，星期二符号符号国标国标惯用惯用国外国外FAB1ABFABF第10页，共66页，编辑于2022年，星期二 晶体管非门晶体管非门 (反相器反相器)符号符号电路电路原理原理VAVFT0V 5V 止止5V 0.3V 通通电位表：电位表：真值表真值表:A F 0 1 1 0实现实现了非了非逻辑逻辑功能功能实现实现了非了非逻辑逻辑功能功能ARbRcVcc(5V)FT国标国标惯用惯用国外国外FA1AFFA第11页，共66页，编辑于2022年，星期二 复合门复合门把单级门电路把单级门电路级联级联起来起来,构成复合门构成复合门,如如:与非门、或非门
7、等等与非门、或非门等等。异或门异或门YY与非门与非门YABY或非门或非门异或非门异或非门YYYY国标国标惯用惯用国外国外ABABABABABABABY&Y1Y=1Y=ABABABAB第12页，共66页，编辑于2022年，星期二正逻辑正逻辑门电路的输入、输出电压定义为：门电路的输入、输出电压定义为：负逻辑负逻辑说明：说明：前面所述基本门电路均以正逻辑定义。前面所述基本门电路均以正逻辑定义。同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下，同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下，实现的逻辑功能不同。实现的逻辑功能不同。数字系统中，不是采用正逻辑就是采用数字系统中，不是采用正逻辑就是采用负逻辑，而负逻辑，而不能混合使
8、用不能混合使用。本书中采用本书中采用正正逻辑系统。逻辑系统。低电位低电位0高电位高电位1门电路的输入、输出电压定义为：门电路的输入、输出电压定义为：低电位低电位1高电位高电位0五、逻辑约定五、逻辑约定第13页，共66页，编辑于2022年，星期二2 TTL集成门电路集成门电路(与非门与非门)二极管二极管-晶体三极管逻辑门（晶体三极管逻辑门（DTL）集集晶体三极管晶体三极管-晶体三极管逻辑门晶体三极管逻辑门（TTL）成成双极型双极型射极耦合逻辑门射极耦合逻辑门（ECL）逻逻集成注入逻辑门电路集成注入逻辑门电路（）辑辑N沟道沟道MOS门门(NMOS)门门单极型单极型(MOS型型)P沟道沟道MOS门门
9、(PMOS)互补互补MOS门门(CMOS)集成门电路按开关元件分类集成门电路按开关元件分类集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。第14页，共66页，编辑于2022年，星期二一、电路一、电路+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 多发射极多发射极输入级输入级中间中间倒相级倒相级推挽推挽输出级输出级输输入入级级由由多多发发射射极极晶晶体体管管T1和和基基极极电电组组R1组组成成，它它实实现现了了输输入入变变量量A、B、C的的与运算。与运算。BFRD1D3Vcc（5V）D2ACD4中间级是放大级，中间级是放大级，由
10、由T2、R2和和R3组成，组成，T2的集电的集电极极C2和发射极和发射极E2可以分提供两个可以分提供两个相位相反的电压相位相反的电压信号信号C2E2输出级：由输出级：由T3、T4、T5和和R4、R5组组成，其中成，其中T3、T4构成复合管，与构成复合管，与T5组成推拉式输出结构，具有较强的组成推拉式输出结构，具有较强的负载能力。负载能力。第15页，共66页，编辑于2022年，星期二“0”1VVb1=0.3+0.7=1VVb1=0.3+0.7=1V三个三个PN结结导通需导通需2.1V+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1VVV 3.63.60.3二、工作原理二、工作原理T1
11、T1深饱和深饱和T2T2截止截止T5T5截止截止1.输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时不足以让不足以让T2、T5导通导通第16页，共66页，编辑于2022年，星期二+5VFR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC“0”1Vuouo=5-uR2-ube3-ube4 3.6V高电平！高电平！1.输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时(续续)T1T1深饱和深饱和T2T2截止截止T5T5截止截止T3T3微饱和微饱和T4T4放大放大结论结论1:输入有低时输入有低时,输出为高输出为高第17页，共66页，编辑于2022年，星期二T1:T1:倒置倒置全饱和导通全饱和导通Vb1=2.1VV
12、c1=1.4V全反偏全反偏 1V截止截止+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 2.输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时2.1V1.4VT1管管:Ve1=3.6VVb1=2.1VVc1=1.4VT1管在倒置工作状态管在倒置工作状态3.6VT2,T5管饱和导通,Vce2=0.3V所以:Vc2=1VT3:放大 Vb4=0.3V T4:截止0.3VT2:T2:饱和饱和T5:T5:饱和饱和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止放大放大第18页，共66页，编辑于2022年，星期二+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC饱和饱和uF=0.3V 2.输入全
13、为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时(续续)饱和饱和3.6VT1:T1:倒置倒置T2:T2:饱和饱和T5:T5:饱和饱和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止结论结论2:输入全高时输入全高时,输出为低输出为低T5饱和,Vce5=0.3V第19页，共66页，编辑于2022年，星期二工作原理小结工作原理小结:1.输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时 V VF F=3.6V=3.6V2.输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时 V VF F=0.3V=0.3VT1:T1:倒置倒置T2:T2:饱和饱和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止T5:T5:饱和饱和T1T1深饱和深饱
14、和T2T2截止截止T3T3微饱和微饱和T4T4放大放大T5T5截止截止3.逻辑功能逻辑功能第20页，共66页，编辑于2022年，星期二3.输入多发射极的作用输入多发射极的作用TTLTTL集成门在输入级采用集成门在输入级采用晶体管晶体管多发射极多发射极，其作用是其作用是:1.1.参数一致性好参数一致性好;2.2.缩小体积缩小体积;3.3.缩短缩短T2T2从饱和向截止的转换时间从饱和向截止的转换时间加速转换过程加速转换过程。(即加速输入由全即加速输入由全“1 1”输入有输入有“0 0”的转换过程的转换过程)4.推挽输出电路的作用推挽输出电路的作用输出级采用输出级采用推挽电路推挽电路提供比较大的带负
15、载能力提供比较大的带负载能力.第21页，共66页，编辑于2022年，星期二TTLTTL集成电路的外特性：集成电路的外特性：n电压传输特性电压传输特性 V VO O=f(Vf(Vi i)n输入输入/输出特性输出特性VOH输出高电平，输出高电平，VOL输出低电平，输出低电平，VOFF关门电平，关门电平，VON开门电平：开门电平：VT门坎电平，门坎电平，噪声容限：噪声容限：VNH，VNL。输入伏安特性输入伏安特性ii=f（Vi）输入负载特性输入负载特性Vi=f（Ri）开门电阻开门电阻RON，关门电阻，关门电阻ROFF输出特性输出特性Vo=f（io）输出低电平，输出低电平，输出高电平输出高电平输入短路
16、电流输入短路电流IIS输入漏电流输入漏电流IIH灌电流灌电流拉电流拉电流扇出系数扇出系数第22页，共66页，编辑于2022年，星期二三、电压传输特性三、电压传输特性ViVo&VVVCC输出电压输出电压V VO O随输入电压随输入电压V Vi i变化的关系曲线，即变化的关系曲线，即 V VO O=f f(V(Vi i)。测试电路测试电路传输特性曲线传输特性曲线V0(V)Vi(V)1233.6VBCDE0.6V 1.4V0A电压传输特性电压传输特性第23页，共66页，编辑于2022年，星期二电压传输特性分析电压传输特性分析V0(V)Vi(V)1233.6VBCDE0.6V 1.4V0ABCBC段：
17、段：线性区，当线性区，当0.6VV0.6VVi i1.3V1.3V，0.7VV0.7VV b2 b21.4V1.4V时，时，T T2 2开始导通，开始导通，T T5 5仍仍截止，截止，V VC2C2随随V Vb2b2升高而下降，经升高而下降，经T T3 3、T T4 4两两级射随器使级射随器使V VO O下降。下降。ABAB段：段：截止区截止区,当当V VI I0.6V0.6V，V Vb1b11.3V1.3V时，时，T T2 2、T T5 5截止，输出高电平截止，输出高电平V VOH OH=3.6V=3.6VCDCD段：段：转折转折,V Vi i=1.4V,T2=1.4V,T2、T5T5饱和。
18、饱和。DEDE段：段：饱和区饱和区,V Vi i1.4V1.4VV VO O0.3V0.3V第24页，共66页，编辑于2022年，星期二几个参数几个参数VOH输出高电平：输出高电平：VOL输出低电平：输出低电平：与非门输入有低时，与非门输入有低时，Vo VOH 产品规范值产品规范值:VOH2.4V典典 型型 值值:VOH3.6V标准高电平标准高电平:VOH=VSH=2.4V与非门输入全高时，与非门输入全高时，Vo VOL 产品规范值产品规范值:VOL0.4V典典 型型 值值:VOL0.3V标准低电平标准低电平:VOL=VSL=0.4V1.VOH 和和 VOL都是对具体门输出高、低电平都是对具体
19、门输出高、低电平电压值电压值的的 要求。要求。2.高电平表示一种状态，低电平表示另一种状态，高电平表示一种状态，低电平表示另一种状态，一种状态对应一定的电压范围，而不是一个固定值。一种状态对应一定的电压范围，而不是一个固定值。说明：说明：0V5V2.4VVSLVSH0.4V第25页，共66页，编辑于2022年，星期二几个参数（续）几个参数（续）VOFF关门电平：关门电平：VON开门电平：开门电平：VT门坎电平：门坎电平：与非门在保证输出为高电平时，与非门在保证输出为高电平时，允许的最大输入低电平值。允许的最大输入低电平值。VOFF0.8V与非门在保证输出为低电平时，与非门在保证输出为低电平时，
20、允许的最小输入高电平值。允许的最小输入高电平值。VON2 V此时输入有低此时输入有低此时输入全高此时输入全高第26页，共66页，编辑于2022年，星期二噪声容限噪声容限VSHVONVOFFVSLVNHVNL1100定义：定义：高电平噪声容限高电平噪声容限VNH VSH VON 2.420.4V低电平噪声容限低电平噪声容限VNLVOFF VSL0.80.4V0.4V在保证在保证输出输出高、低电平高、低电平性质性质不变的条不变的条件下，输入电平的允许波动范围称件下，输入电平的允许波动范围称为为输入端噪声容限输入端噪声容限。第27页，共66页，编辑于2022年，星期二四、输入四、输入/输出特性输出特
21、性输输入入伏伏安安特特性性：输输入入电电压压与与输输入入电电流流之之间间的的关关系系曲曲线线，即即ii=f（Vi）+5VR2R13kT2T1ViIR1Ii-1.4mA1.4V3.6VIISIIH=50A测试电路测试电路特性曲线特性曲线第28页，共66页，编辑于2022年，星期二输入伏安特性输入伏安特性(续续1)输入短路电流输入短路电流IISVi=0V时由输入端流出的电流。时由输入端流出的电流。+5VR2R13kT2T1ViIR1IiIIS-1.4mAVi=01.4V时时,IC1变化很小变化很小,Ii的绝对的绝对值也只略有减少。值也只略有减少。3.6V1.4V设定设定正方正方向向输入有低输入有低
22、,T2截止。截止。第29页，共66页，编辑于2022年，星期二输入伏安特性输入伏安特性(续续2)输入漏电流输入漏电流IIH（输入高电平电流）（输入高电平电流）+5VR2R13kT2T1ViIR1Ii-1.4mAIC1假定假定正方正方向向Vi=3.6V时时,由输入端流入的电流。由输入端流入的电流。IIH=50A3.6VIIS1.4VIIHVi1.4V时时,T2始始导通，导通，IC1迅速增大迅速增大Ii迅速减小。迅速减小。=3.6V输入全高，输入全高，T1倒置，倒置，Ii流流入入T1第30页，共66页，编辑于2022年，星期二即输入端通过电阻即输入端通过电阻R接地时的特性接地时的特性输入端输入端“
23、1”,“0”？+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 输入负载特性输入负载特性ViRI第31页，共66页，编辑于2022年，星期二ViVT=1.4V时时,相当输入低电平，相当输入低电平，所以输出为高电平。所以输出为高电平。R较小时较小时R增大时增大时RVi=VT 时，输入变高，时，输入变高，输出变低电平。此时输出变低电平。此时Vi1.4V。1.4VR0+5VR13kT1ABCRiViVi=VT 时，时，T2、T5导通，导通，Vb12.1V,使使Vi钳在钳在1.4V。R单位单位:K第32页，共66页，编辑于2022年，星期二1.悬空的输入端悬空的输入端（Ri）相当于接
24、相当于接高电平。高电平。2.为了防止干扰，可将悬空的输入端接高为了防止干扰，可将悬空的输入端接高电平（如电平（如Vcc）。）。第33页，共66页，编辑于2022年，星期二开门电阻开门电阻 RON关门电阻关门电阻ROFF在保证与非门输出为在保证与非门输出为低低时，时，允许输入电阻允许输入电阻R R的最的最小小值。值。在保证与非门输出为在保证与非门输出为高高时，允时，允许输入电阻许输入电阻R R的最的最大大值。值。RON2 KROFF0.8 K当当RI RON时时，相当输入高电平。相当输入高电平。当当RI ROFF时时，相当输入低电平。相当输入低电平。第34页，共66页，编辑于2022年，星期二输
25、出特性输出特性输出低电平输出低电平说明说明:输出为低输出为低,灌电流负载。灌电流负载。ILFT4T5RLVCCIL0VOL20mA0.4VT5饱和饱和,Rce5很小很小,故故IL上升时上升时,VOL上升上升很慢很慢,基本呈线性关系。基本呈线性关系。当当VOL VSL0.4V后，后，低低电平输出逻电平输出逻辑关系被破坏辑关系被破坏,故故IL灌灌受限制。受限制。第35页，共66页，编辑于2022年，星期二输出高电平输出高电平+5VFR4R5T3T4T5RLIL说明说明:输出为高输出为高,拉电流负载。拉电流负载。I IL L较小时较小时,T3,T3处在浅饱和区处在浅饱和区(V VCE3CE3 较大较
26、大)，I IL LI IR4R4 V VR4R4 V VCE3CE3 VVO O基本不变。基本不变。当当I IL L5mA5mA后后,T3,T3进入饱和区，进入饱和区，V VCE3CE3V VCES3CES3保持不变，保持不变，V VO O随随I IL L上升而下降。上升而下降。IL0VO3.6V2.4V20mA5mAIR4当当V VOLOLV VSHSH2.4V2.4V后后,高高电平输出逻辑关电平输出逻辑关系被破坏系被破坏,故故I IL L拉拉 受限制。受限制。第36页，共66页，编辑于2022年，星期二门电路输出驱动同类门的个数门电路输出驱动同类门的个数+5VR4R2R5T3T4T1前级前
27、级T1T1前级输出为前级输出为高电平时高电平时拉电流负载。拉电流负载。IiH1IiH3IiH2IOH 扇出系数扇出系数因因IL拉拉受限制，故负载数量有限。受限制，故负载数量有限。第37页，共66页，编辑于2022年，星期二+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1前级前级IOLIiL1IiL2IiL3前级输出为前级输出为低电平时低电平时灌电流负载。灌电流负载。因因IL灌灌受限制，故负载数量有限。受限制，故负载数量有限。第38页，共66页，编辑于2022年，星期二输出低电平时，流入前级的电流（灌电流）：输出低电平时，流入前级的电流（灌电流）：输出高电平时，前级流出的电流（拉电流）：输出高电平时，
28、前级流出的电流（拉电流）：一般与非门的扇出系数为一般与非门的扇出系数为8。由于由于IOL、IOH的限制，每个门电路输出端所带的限制，每个门电路输出端所带门电路的个数有限，一般门电路的个数有限，一般N灌灌N拉。拉。第39页，共66页，编辑于2022年，星期二工作速度工作速度tuiotuoo50%50%tpd1tpd2平均传输时间平均传输时间主要性能主要性能五、主要性能和主要参数五、主要性能和主要参数改进措施改进措施主要取决于存储时间主要取决于存储时间ts，5管门电路管门电路 tpd40ns有源泄放有源泄放抗饱和电路抗饱和电路第40页，共66页，编辑于2022年，星期二+5VFR4R2R1T2R5
29、R3T3T4T1T5TTL与非门的改进与非门的改进存存在在问问题题：TTLTTL门门电电路路工工作作速速度度相相对对较较快快，但但由由于于当当输输出出为为低低电电平平时时T T5 5工工作作在在深深度度饱饱和和状状态态，当当输输出出由由低低转转为为高高电电平平，由由于在基区和集电区有存储电荷不能马上消散，而影响工作速度于在基区和集电区有存储电荷不能马上消散，而影响工作速度。有源泄放有源泄放由由T6、R6和和R3构成的有构成的有源泄放电路来代替源泄放电路来代替T2射射极电阻极电阻R3R3R6T6第41页，共66页，编辑于2022年，星期二 可可能能工工作作在在饱饱和和状状态态下下的的晶晶体体管管
30、T T1 1、T T2 2、T T3 3、T T5 5都都用用带带有有肖肖特特基基势势垒垒二二极极管管（SBDSBD）的的三三极极管管代代替替，以以限限制制其其饱饱和和深深度，提高工作速度。度，提高工作速度。平均平均tpd2 24ns4ns抗饱和电路抗饱和电路nSBDSBD特点：特点：与与普普通通二二极极管管一一样样，具具有单项导电性；有单项导电性；开启电压低，约开启电压低，约0.4V0.4V；多多数数载载流流子子导导电电，电电荷荷存存储效应小。储效应小。原理：原理：当当V Vbcbc0.4V0.4V时时,SBD,SBD导通导通,将将I Ib b分流分流,避免避免T T进进入深饱和。入深饱和。
31、原理：当Vbc0.4V时,SBD导通,将Ib分流,避免T进入深饱和。第42页，共66页，编辑于2022年，星期二主要性能（续）主要性能（续）负载能力：负载能力：空载功耗空载功耗:抗干扰能力抗干扰能力:扇出系数扇出系数N8低电平抗干扰能力低电平抗干扰能力VNL0.4V高电平抗干扰能力高电平抗干扰能力VNH0.4V截止功耗截止功耗POFF:较小较小导通功耗导通功耗PON:较大较大,PON =几十毫瓦几十毫瓦工作速度工作速度:典型典型tpd40ns主要参数主要参数:自学自学第43页，共66页，编辑于2022年，星期二TTL系列说明系列说明发展方向发展方向:S:抗饱和抗饱和L:低功耗低功耗H:高速高速
32、A:先进工艺先进工艺通用系列通用系列74系列系列54系列系列军品军品:-55125工品工品:-4085民品民品:075TTL10ns/10mw7400HTTL6ns/22mw74H00STTL3ns/19mw74S00ASTTL1.5ns/19mw74AS00LTTL33ns/1mw74L00LSTTL10ns/2mw74LS00ALSTTL4ns/1mw74ALS00高速、低功耗高速、低功耗第44页，共66页，编辑于2022年，星期二+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1六、二种特殊门六、二种特殊门集电极开路门集电极开路门(OC门门)电路电路无无T3,T4VCC2RL
33、负载电阻负载电阻VCC11.正常使用时，输出端必须外接负正常使用时，输出端必须外接负载电阻载电阻RL。2.VCC1和和VCC2可以不等。可以不等。集电极悬空集电极悬空普通门电路普通门电路集电极开路门电路集电极开路门电路第45页，共66页，编辑于2022年，星期二FABC&符号符号&ABCF第46页，共66页，编辑于2022年，星期二&VCCF1F2F3FF=F1F2F3RL输出级输出级 VCCRLT5T5T5 F直接将两个逻辑门直接将两个逻辑门的输出连接起来，的输出连接起来，实现与的逻辑功能。实现与的逻辑功能。OC门的用途门的用途1)实现实现“线与线与”功能功能第47页，共66页，编辑于202
34、2年，星期二F=F1F2F3?任一导通任一导通F=0VCCRLF1F2F3F (1)F1，F2，F3有有低电平时低电平时第48页，共66页，编辑于2022年，星期二全部截止全部截止F=1F=F1F2F3?所以：所以：F=F1F2F3VCCRLF1F2F3F (2)F1，F2，F3全全部高电平时部高电平时第49页，共66页，编辑于2022年，星期二1.一般的一般的TTL与非门与非门能否能否线与？线与？不能第50页，共66页，编辑于2022年，星期二2)电平转移功能电平转移功能TTL电平电平“1”3.6V“0”0.3V转移电平转移电平“1”10V“0”0.3V&VCC2=10VF1F RLVCC1
35、=5V第51页，共66页，编辑于2022年，星期二上拉电阻上拉电阻RL的确定的确定RL的取值范围根据其所带负载而定。的取值范围根据其所带负载而定。RLVCC-VOH(min)nIOH+mIIHVCC-VOL(max)IOL-mIIS（自看）（自看）第52页，共66页，编辑于2022年，星期二三态门电路三态门电路 通常数字逻辑是二值的，即仅通常数字逻辑是二值的，即仅0，1值，值，其所对应电路的输出电平是高、低两种状态。在其所对应电路的输出电平是高、低两种状态。在实际电路中，还有一种输出为高阻抗的状态实际电路中，还有一种输出为高阻抗的状态(既既非高电平又非低电平的状态非高电平又非低电平的状态)，被
36、称之为第三状，被称之为第三状态。于是数字电路的输出就有：态。于是数字电路的输出就有：0、1和和Z（高阻）（高阻）的三种状态。具有这种功能输出的电路称三态逻辑电的三种状态。具有这种功能输出的电路称三态逻辑电路或称路或称三态门电路三态门电路。第53页，共66页，编辑于2022年，星期二+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB DE 电路电路E称为控制端、使能端称为控制端、使能端第54页，共66页，编辑于2022年，星期二1截止截止+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB 原理原理E 结论结论：E1时，电路具备自身逻时，电路具备自身逻辑功能辑功能E=1第55页，共66页，编辑
37、于2022年，星期二截止截止截止截止高阻态高阻态+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB 原理（续）原理（续）E 0导通导通结论结论：E0时，电路输出为高阻时，电路输出为高阻状态。状态。FZ（高阻）（高阻）1V1VE=0第56页，共66页，编辑于2022年，星期二功能表功能表低电平起作用低电平起作用符号符号高电平起作用高电平起作用功能表功能表&ABF&ABF第57页，共66页，编辑于2022年，星期二分时控制各个门的分时控制各个门的CS端，就可以端，就可以让各个门的输出信号分别进入总线。让各个门的输出信号分别进入总线。同一时刻，只允许一个门进入总线。同一时刻，只允许一个门进入总线。
38、其他门必须保持为高阻状态其他门必须保持为高阻状态三态门用途三态门用途1总线总线&A3B3CS3&A2B2CS2&A1B1CS1&A4B4注意和注意和OC门门线与线与的区别！的区别！总线连接电路总线连接电路第58页，共66页，编辑于2022年，星期二两个三态门组成的电路，两个三态门组成的电路，门门1为低电平使能为低电平使能门门2为高电平使能为高电平使能实现数据的实现数据的双向传输双向传输E=0，门1导通，门2禁止，数据从ABE=1，门2导通，门1禁止，数据从BA三态门用途（续）三态门用途（续）第59页，共66页，编辑于2022年，星期二多余端处理多余端处理防止干扰信号引入、稳定可靠；不改变电路的
39、工作状态。防止干扰信号引入、稳定可靠；不改变电路的工作状态。TTL门电路悬空相当于接高电平；门电路悬空相当于接高电平；常用方法：常用方法：与输入（与门、与非门、与或非门）：与输入（与门、与非门、与或非门）：接高电平（接高电平（VCC）并联并联悬空（悬空（TTL）或输入（或门、或非门）：或输入（或门、或非门）：接地电平（接地电平（GND）原则：原则：第60页，共66页，编辑于2022年，星期二四、四、CMOS传输门传输门(TG)VOVIvIvOCCTG符号：符号：第61页，共66页，编辑于2022年，星期二3.CMOS双向模拟开关双向模拟开关TGCvI/vOvO/vICvI/vOvO/vISW1
40、第62页，共66页，编辑于2022年，星期二五、五、CMOSCMOS系列器件系列器件4000系列系列:基本基本CMOS门电路门电路4000B/4500/5000系列系列:改进改进CMOS门电路门电路74HC/74HCT系列系列:高速高速CMOS门电路，引脚与门电路，引脚与TTL兼容兼容Bi-CMOS(74BCT)系列门电路系列门电路:输入部分使用输入部分使用CMOS电路，输出部分使用电路，输出部分使用TTL电路，同时具有电路，同时具有CMOS门电路的低功耗和门电路的低功耗和TTL电电路的高速度，兼容路的高速度，兼容TTL门电路，传输延迟可以低到门电路，传输延迟可以低到1ns以下。以下。CC40
41、11 中国造MC4011 美,摩托罗拉CD4011 美,无线电公司HD4011 日,日立公司（4011：2输入端4与非门）第63页，共66页，编辑于2022年，星期二多余端处理多余端处理防止干扰信号引入、稳定可靠；不改变电路的工作状态。防止干扰信号引入、稳定可靠；不改变电路的工作状态。TTL门电路悬空相当于接高电平；门电路悬空相当于接高电平；CMOS门电路输入悬空会由于干扰破坏原来的逻辑状态。门电路输入悬空会由于干扰破坏原来的逻辑状态。常用方法：常用方法：与输入（与门、与非门、与或非门）：与输入（与门、与非门、与或非门）：接高电平（接高电平（VCC）并联并联悬空（悬空（TTL）或输入（或门、或
42、非门）：或输入（或门、或非门）：接地电平（接地电平（GND）原则：原则：第64页，共66页，编辑于2022年，星期二 CMOS器件应用注意器件应用注意焊接时人体及工具（电烙铁）要求接地。焊接时人体及工具（电烙铁）要求接地。采用绝缘栅工艺，易感应电荷，导致器件击穿，不要采用绝缘栅工艺，易感应电荷，导致器件击穿，不要触摸管脚，尤其不要摩擦。触摸管脚，尤其不要摩擦。第65页，共66页，编辑于2022年，星期二本章要求：本章要求：1.1.熟练掌握各种门的功能、外特性、主要性能参数熟练掌握各种门的功能、外特性、主要性能参数（速度、负载能力、抗干扰能力、功耗）。（速度、负载能力、抗干扰能力、功耗）。2.2.熟练掌握特殊门（熟练掌握特殊门（OCOC门、三态门、传输门）的特点、门、三态门、传输门）的特点、用途。用途。3.3.了解各种门的结构原理。了解各种门的结构原理。作业：作业：35（F2、F4）36本章完本章完第66页，共66页，编辑于2022年，星期二