《3数字电子基础-TTL和CMOS门电路.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3数字电子基础-TTL和CMOS门电路.pptx（83页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、本章内容二极管三极管TTL门电路MOS管CMOS门电路南京大学金陵学院肇莹2021/9/121DiodeThe structure of Silicon and Germanium atom二极管硅和锗半导体的结构2021/9/122+4+4+4+4纯净的硅或锗半导体二极管价电子价电子纯净半导体又叫“本征半导体”2021/9/123+4+4+4+4自由电子自由电子空穴空穴共价键中的电子共价键中的电子二极管在纯净半导体中，电子和空穴是成对出现的 纯金半导体中的电流非常小，大概10-9A)2021/9/124成为正离子成为正离子N型半导体多数载流子是电子少数载流子空穴的浓度与温度有关多数载流子的浓
2、度与温度无关+4+4+4+4+5多余电子多余电子磷磷磷称作“施主杂质”2021/9/125+4+4+4硼硼空穴空穴负离子负离子P型半导体型半导体多数载流子是空穴少数载流子电子的浓度与温度有关多数载流子空穴的浓度与温度无关，与掺杂浓度有关少数载流子电子少数载流子电子+4+3硼是受主杂质2021/9/126P型半导体型半导体+N型半导体型半导体掺杂的半导体处于电中性状态掺杂的半导体称作“非本征半导体”2021/9/127p+n耗尽层耗尽层空穴漂移电子漂移空穴扩散电子扩散2021/9/128阈值阈值二极管的VI特性曲线正向偏置反向偏置击穿电压雪崩击穿PN+-PN+-阳极阳极阴极阴极2021/9/12
3、9RVDOnOnOffKRRKOff二极管的开关特性曲线2021/9/1210二极管的动态特性RVDOnOffVitt理想状态下t实际上2021/9/1211三极管的工作状态饱和:截止2021/9/12120V0V二极管与门二极管与门.+VCCRD1D2ABF000101110100ABFInputOutput功能表功能表F=A B.F&AB0V5V5V5V2021/9/1213二极管或门二极管或门0V0V0001110110V5V5V5V1 1 0真值表真值表ABFInputOutputF=A+BF+ABRABF2021/9/121410截止截止饱和饱和“0”+VCC-VBBARKRBRCF
4、VT真值表真值表InputOutputAF10“1”“1”“0”三极管非门三极管非门1AF逻辑函数逻辑函数：F=A2021/9/1215TTL 非门非门(74x)=5VVIH=3.4V VIL=0.2V2021/9/1216TTL 非门非门(74x)=5V0.9V负载电流2021/9/1217TTL 非门非门(74x)=5V4.1V2.1V2021/9/1218TTL 非门非门(74x)传输特性曲线传输特性曲线测试电路测试电路&+5VViVoVV2021/9/1219TTL 非门非门(74x)传输特性曲线传输特性曲线VOHTypical value=3.4V，Usually 2.4V is O
5、KVOLTypically 0.3V，0.8V is OKTH(Threshold 阈值)2021/9/1220TTL 非门非门(74x)2021/9/1221高电平输出特性高电平输出特性(TTL非门非门)2021/9/1222低电平输出特性低电平输出特性(TTL非门非门)2021/9/1223TTL 非门输入特性输入电流2021/9/1224 TTL非门输入特性Vi2RiVCCVO2RiVO1Vi22021/9/1225驱动负载的能力驱动负载的能力(TTL 非门非门)灌电流负载灌电流负载T4 截止截止T5 饱和饱和T5 饱和程度越深，驱动负载的能力越强饱和程度越深，驱动负载的能力越强例如例如
6、,LS-TTL(Low-power Schottky TTL)低电平输出状态下能提供 8mA 电流电流2021/9/1226驱动负载的能力驱动负载的能力(TTL 非门非门)T4 导通导通T5 截止截止拉电流负载拉电流负载比如比如,LS-TTL 在高电平输出状态下只能在高电平输出状态下只能提供提供 电流电流2021/9/1227传输延迟时间(TTL 非门)tpd 约为约为10ns 40ns传输延迟时间传输延迟时间2021/9/1228ICCL ,ICCH and ICCM2021/9/1229TTL 与非门如何计算下面几种情况下的输入电流?(1)A=B=VIL (2)A=B=VIH (3)A=V
7、IL B=VIH 2021/9/1230TTL 门电路多于输入端的处理门电路多于输入端的处理RR多于输入端不要悬空，要适当处理多于输入端不要悬空，要适当处理对于或门对于非门2021/9/1231OC门门(集电极开路门集电极开路门)输出端能够直接输出端能够直接“线与线与”吗？吗？不能不能2021/9/1232OC 门门2021/9/1233OC门门2021/9/1234OC 门门 所有所有 OC 门都截止门都截止2021/9/1235OC 门门只有一个只有一个 OC门导门导通的情况通的情况2021/9/1236三态门三态门2021/9/1237三态门的应用三态门的应用2021/9/1238三态门
8、的应用三态门的应用2021/9/1239TTL 系列门电路系列门电路7400-series74H(High speed TTL)74L(Low-power consumption TTL)74LS(Low-power Schottky TTL)74AS(Advanced Schottky TTL)74ALS(Advanced Low-power Schottky TTL)74F(Fast TTL)74S(Schottky TTL):2021/9/1240肖特基势垒三极管肖特基势垒三极管为什么为什么TTL门电路的传输时间长门电路的传输时间长?+-+-+-+-+-+-肖特基二极管导通,分流一部分基
9、极电流，因此三极管不会进入到深度饱和状态2021/9/124174S系列系列 与非门与非门Power consumption2021/9/1242NMOS 管SourceDrain2021/9/1243NMOS 管增强型 NMOS场效应管 逻辑符号or2021/9/1244PMOS管or增强型 PMOS场效应管 2021/9/1245NMOS管的工作原理 反型层2021/9/1246NMOS管的工作原理 iD夹断状态保持不变2021/9/1247NMOS 管的 I-V特性 2021/9/1248NMOS管的工作原理导通状态可分为两个工作区域：:-线性区:-饱和区MOSFET 处在导通状态MOS
10、FET处在截止工作状态2021/9/1249PMOS管的 I-V特性 2021/9/1250CMOS反相器功能表2021/9/1251CMOS 反相器的静态工作特性 传输特性曲线VTH2021/9/1252CMOS 反相器的静态工作特性直流噪声容限2021/9/1253CMOS 反相器的直流噪声容限2021/9/1254CMOS反相器的静态工作特性CC4000系列74HC系列2021/9/1255CMOS反相器的静态工作特性CC4000特性74HC系列2021/9/1256CMOS反相器的静态工作特性CMOS反相器的输出特性2021/9/1257CMOS反相器的静态工作特性CMOS反相器的输出
11、特性2021/9/1258CMOS与非门功能表2021/9/1259CMOS 或非门功能表2021/9/12603输入与非门F2021/9/1261CMOS 与非门（带有输入输出缓冲极）2021/9/1262CMOS 或非门（带有输入输出缓冲极）2021/9/1263OD门（Open Drain Gate）CD1011F2021/9/1264OD门2021/9/1265OD门HCT OD 门00000011LS-TTLgates2021/9/1266OD门HCT OD 门LS-TTL2021/9/1267传输门2021/9/1268传输门的应用2021/9/1269三态门2021/9/1270
12、CMOS门电路多余输入端的处理(a)(b)(c)2021/9/1271CMOS门电路的正确使用2021/9/1272CMOS门电路的正确使用2021/9/1273CMOS门电路的锁定效应2021/9/1274CMOS门电路中的锁定效应2021/9/1275CMOS门电路4000系列 VHC(Very high-speed CMOS)and VHCT(Very High-speed CMOS TTL compatible)系列HC(High-speed CMOS)和HCT(High-speed CMOS TTL compatible).2021/9/1276CMOS门电路HCT logic le
13、vels2021/9/1277CMOS/TTL门电路的兼容问题HC 或r HCT驱动TTL的低电平噪声容限0.8V-0.33V=0.47VTTL 不能直接驱动 HC或HCT系列2021/9/1278TTL 门电路驱动 CMOS门电路VOHPage 119 2021/9/1279TTL 门电路驱动 CMOS门电路1.5V/3.5V9V/1V2021/9/12804000-系列 CMOS 门电路驱动74系列 TTL门电路方法一：输出端并联2021/9/1281方法 24000-系列 CMOS 门电路驱动74系列 TTL门电路2021/9/1282方法34000-系列 CMOS 门电路驱动74系列 TTL门电路2021/9/1283