吉林大學(xué)數(shù)字電路第二章

1、 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路重點(diǎn)內(nèi)容：重點(diǎn)內(nèi)容：1、半導(dǎo)體二極管和三極管開關(guān)狀態(tài)下的、半導(dǎo)體二極管和三極管開關(guān)狀態(tài)下的等效電路和外特性等效電路和外特性2、TTL電路的外特性及其應(yīng)用電路的外特性及其應(yīng)用3、CMOS電路的外特性及其應(yīng)用電路的外特性及其應(yīng)用 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011n在工程中每一個(gè)邏輯符號(hào)都對(duì)應(yīng)著一種電路，并通過(guò)集成工藝作成一種集成器

2、件，稱為集成邏輯門電路，邏輯符號(hào)僅是這些集成邏輯門電路的“黑匣子”。 n什么是門電路？實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011 在數(shù)字電路中在數(shù)字電路中, ,常將半導(dǎo)體二極管常將半導(dǎo)體二極管, ,三極管和場(chǎng)效應(yīng)管作三極管和場(chǎng)效應(yīng)管作 為開關(guān)元件使用。為開關(guān)元件使用。 理想開關(guān)理想開關(guān): : 接通時(shí)阻抗為接通時(shí)阻抗為零零; ;斷開時(shí)阻抗為斷開時(shí)阻抗為無(wú)窮大無(wú)窮大; ;兩兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間為狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間為零零。實(shí)際半導(dǎo)體開關(guān)

3、實(shí)際半導(dǎo)體開關(guān): : 導(dǎo)通時(shí)具有一定的導(dǎo)通時(shí)具有一定的內(nèi)阻內(nèi)阻; ;截止時(shí)有一截止時(shí)有一定的定的反向電流反向電流; ;兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換需要兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換需要時(shí)間時(shí)間。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011二極管開關(guān)電路)0(0)(OLIOLCCIHICCOHOVvVVVvVVv第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011二極管的動(dòng)態(tài)開關(guān)特性tre

4、 在低速脈沖電路中，二極管開關(guān)由接通到斷開，或由斷開到接通所需要的轉(zhuǎn)換時(shí)間通常是可以忽略的。然而在數(shù)字電路中，二極管開關(guān)經(jīng)常工作在高速通斷狀態(tài)。由于PN結(jié)中存儲(chǔ)電荷的存在，二極管開關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換不能瞬間完成，需經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程。 tre叫做反向恢復(fù)時(shí)間。該現(xiàn)象說(shuō)明，二極管在輸入負(fù)跳變電壓作用下，開始仍然是導(dǎo)通的，只有經(jīng)過(guò)一段反向恢復(fù)時(shí)間tre之后，才能進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。由于tre的存在，限制了二極管的開關(guān)速度 。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011三極管的開關(guān)特性由三極管的工

5、作原理可知，三極管的輸出特性可劃分為3個(gè)區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。三極管在輸入信號(hào)的作用下穩(wěn)定地處于飽和區(qū)時(shí)就相當(dāng)于開關(guān)接通；處于截止區(qū)時(shí)相當(dāng)于開關(guān)斷開。 RCICRbIBViVoVcc三極管開關(guān)電路三極管開關(guān)電路三極管的開和關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換即在截止區(qū)和飽和區(qū)間來(lái)回切換，且受vI控制。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011iCICSVRCCc很小，約為數(shù)很小，約為數(shù)百歐，相當(dāng)于百歐，相當(dāng)于開關(guān)閉合開關(guān)閉合可變可變 很大，約為很大，約為數(shù)百千歐，相數(shù)百千歐，相當(dāng)于開關(guān)斷開

6、當(dāng)于開關(guān)斷開 c、e間等間等效內(nèi)阻效內(nèi)阻VCES 0.20.3 VVCEVCCiCRcVCEO VCC管壓降管壓降 不隨不隨iB增加而增加而增加增加ic iBiC 0集電極電集電極電流流 發(fā)射結(jié)和集電發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏結(jié)均為正偏 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏 發(fā)射結(jié)和集發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏電結(jié)均為反偏偏置情況偏置情況工工作作特特點(diǎn)點(diǎn) iB iB0條件條件飽飽 和和放放 大大截截 止止工作狀態(tài)工作狀態(tài) 0 iB CSI CSI第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineer

7、ing 2011cbe飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)ebcBJT截止、飽和狀態(tài)的等效電路截止、飽和狀態(tài)的等效電路第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011動(dòng)態(tài)特性 晶體三極管在截止?fàn)顟B(tài)和飽和狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)的過(guò)渡特性稱為三極管的動(dòng)態(tài)特性。 假如在三極管基極輸入一個(gè)理想的矩形波，而集電極電流iC的波形卻不是理想的矩形波，如圖所示，其上升沿和下降沿變化緩慢，而且上升部分和下降部分與輸入波形相比都有時(shí)間延遲。 這說(shuō)明三極管飽和與截止?fàn)顟B(tài)之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程需要一定的時(shí)間才能完成，即三

8、極管開關(guān)在動(dòng)態(tài)情況下也存在一定的開關(guān)時(shí)間。開關(guān)時(shí)間的大小將直接影響三極管的開關(guān)速度。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011存在問(wèn)題：電平偏移；高電平受負(fù)載影響不直接使用。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011存在問(wèn)題：電平偏移不直接使用。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronic

9、s Science and Engineering 2011注：注：為了保證在輸入低電平時(shí)三極 管可靠截止，常將電路接成上圖形式。由于接入了負(fù)電源VEE，即使輸入低電平信號(hào)稍大于零，也能使三極管的基 極為負(fù)電位，使三極管可靠截止，輸出為高電平。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011一、一、 其它門電路其它門電路 其它門電路有與非門、或非門、同或門、異或門等等。 二、二、 門電路的門電路的“封鎖封鎖”和和“打開打開”問(wèn)題問(wèn)題&ABCY當(dāng)C=1時(shí)，Y=AB. .1=AB與

10、門打開，與功能成立。當(dāng)C=0時(shí)，Y=AB. .0=0與門封鎖，與門不能工作。1ABCY當(dāng)C=1時(shí)，Y=A+B+1=1或門封鎖，或門不能工作。當(dāng)C=0時(shí)，Y=A+B+0=A+B或門打開，或功能成立。能“打開”或者“封鎖”門電路的信號(hào)叫“控制信號(hào)”?？刂菩盘?hào)的輸入端叫“控制端”，或“使能端”。與門、與非門可用“0”封鎖，用“1”打開；或門、或非門可用“1”封鎖，用“0”打開；第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011簡(jiǎn)單門電路的缺點(diǎn)簡(jiǎn)單門電路的缺點(diǎn)(1) 在多個(gè)門串接使用時(shí)，

11、會(huì)出現(xiàn)電平偏離標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的情況。(2) 負(fù)載能力差第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011nIC分類：SSI（?。㎝SI（中）LSI（大）VLSI（超大）ULSI（特大）GLSI（巨大）n最基本的TTL門電路，其它TTL門電路以其為基礎(chǔ)。nTTL：Transistor-Transistor Logic常用：74系列按規(guī)模按制造工藝單極型雙極型第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and

12、 Engineering 2011電路結(jié)構(gòu)：設(shè)vbe=0.7V，VCE(sat)=0.1V。若A為低電平，vB1=0.9V，T1深飽和。vC1=0.3V，T2、T5截止，vC2高電平，使T4、D2通，vO=3.6V，為高電平。若A為高電平， vB1=2.1V,T1倒置放大，T2、T5飽和，vC20.8V，不足以使T4、D2同時(shí)通，故vO=0.1V，為低電平。vC1輸入級(jí)保護(hù)電平移位AY 0.2V3.4V0.9V2.1V5V0.8V3.6V0.1V第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineer

13、ing 2011飽和飽和截止截止D2低電平低電平截止截止截止截止飽和飽和倒置工倒置工作作高電平高電平高電平高電平導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止飽和飽和低電平低電平輸出輸出T4T5T2T1輸入輸入第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011電壓傳輸特性 vO=f(vI)3222RRVVVVECIO截止區(qū)線性區(qū)轉(zhuǎn)折區(qū)飽和區(qū)BC段：T2通、T5止CD段： T2通、T5止rbe5很小，VI微量增加將使VO急劇下降5353222bebeECIOrRrRRVVVVVTH：閾值電壓（門檻電壓）

14、，為1.4V。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011輸入端噪聲容限在保證輸出高、低電平不變的情況下，輸入電平允許的波動(dòng)范圍。VNH=VOH(min)-VIH(min)VNL=VIL(max)-VOL(max)噪聲容限表示門電路的抗干擾能力。顯然，噪聲容限越大，電路的抗干擾能力越強(qiáng)。二值數(shù)字邏輯中的“0”和“1”都是允許有一定的容差的，這也是數(shù)字電路的一個(gè)突出的特點(diǎn)。 第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electron

15、ics Science and Engineering 20111. 輸入特性 輸入等效電路 輸入特性IILIIHD1作用結(jié)果第二章第二章 門電路門電路二、TTL反相器的靜態(tài)輸入特性和輸出特性 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 20112. 輸出特性(1) 高電平輸出特性電流從驅(qū)動(dòng)門的T4、D2拉出而流至負(fù)載門的輸入端，“拉電流”由此得名。 iLtPHL。TTL反相器的動(dòng)態(tài)特性 Jilin University, College of Electronics Science and Engineer

16、ing 2011第二章第二章 門電路門電路 在動(dòng)態(tài)情況下在動(dòng)態(tài)情況下,特別是當(dāng)輸出電平由特別是當(dāng)輸出電平由低低突然變突然變?yōu)闉楦吒叩倪^(guò)渡過(guò)程中的過(guò)渡過(guò)程中,在某個(gè)在某個(gè)瞬間瞬間,會(huì)使門電路中的會(huì)使門電路中的所有管子均導(dǎo)通所有管子均導(dǎo)通,使電源電流出現(xiàn)使電源電流出現(xiàn)尖峰脈沖尖峰脈沖.尖峰尖峰電流電流有時(shí)可達(dá)有時(shí)可達(dá)40mA。電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流T4、T5同時(shí)導(dǎo)通所造成 Jilin University, Colleg

17、e of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路 電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流引起的后果電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流引起的后果: :1)1) 使電源的平均電流加大使電源的平均電流加大. .而且而且, ,工作頻率越高工作頻率越高, ,平均平均電流增加越多電流增加越多; ;2)2)電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流通過(guò)電源和地線的內(nèi)阻電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流通過(guò)電源和地線的內(nèi)阻, ,形成系形成系統(tǒng)內(nèi)部的噪聲源。統(tǒng)內(nèi)部的噪聲源。 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第

18、二章 門電路門電路n其它邏輯功能的門電路輸入端、輸出端電路結(jié)構(gòu)與反相器基本相同。與非門、或非門、與或非門、異或門等n集電極開路的門電路（OC門）n三態(tài)輸出門電路（TS門） Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路1. ）TTL與非門電路與非門電路多發(fā)射極多發(fā)射極BJT VCC(5V) Rc4 130 Rc2 1.6k Rb2 1.6k T4 T2 T3 T1 A B Re2 1k D T1e e bc eeb cA& BALBb c e1 e2 P N P 型襯底 N N

19、 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011TTL與非門與非門電路的工作原理電路的工作原理 任一輸入端為低電平時(shí)任一輸入端為低電平時(shí): :TTL與非門各級(jí)工作狀態(tài)與非門各級(jí)工作狀態(tài) IT1T2T4T5 O輸入全為高電輸入全為高電平平 (3.6V)倒置使用的放大倒置使用的放大狀態(tài)狀態(tài)飽和飽和截止截止飽和飽和低電平低電平（0.2V）輸入有低電平輸入有低電平 (0.2V) 深飽和深飽和截止截止放大放大截止截止高電平高電平（3.6V）當(dāng)全部輸入端為高電平時(shí)：當(dāng)全部輸入端為高電平時(shí)：3.63.60.22.1V

20、CC T1 Re2 Rc2 Rc4 Rb1 T2 T3 T4 D A B L 0.2V3.6V3.6V0.9V 輸出低電平輸出低電平 輸出高電平輸出高電平 第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路與非門IIL的大小和門輸入端并聯(lián)的數(shù)目無(wú)關(guān)。如vI=VIL=0.3V，vBE=0.7V，則vB1=1V，IR1=(VCC-vBE)/R1=1.43(mA)。若VIL和一個(gè)輸入端并聯(lián)，則IIL=IR1;若和兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入端并聯(lián)，則流過(guò)T1各發(fā)射極的電

21、流總和也只有IR=IIL。IIH為一個(gè)發(fā)射極反偏時(shí)的漏電流。與非門的入端有多個(gè)輸入端并聯(lián)在一起，則入端加高電平時(shí)流入門的總的漏電流應(yīng)為這多個(gè)輸入端漏電流的總和，有幾個(gè)入端并聯(lián)，IIH就應(yīng)擴(kuò)大幾倍 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路2) TTL或非門或非門 R1A R1 R1B R4 VCC A T1A T2A T2B T1B B D L T3 R3 T4 0.2 v0.9v0.2v3.6V 0.9 v若二輸入端均為低電平若二輸入端均為低電平 Jilin Univer

22、sity, College of Electronics Science and Engineering 2011 R1A R1 R1B R4 VCC A T1A T2A T2B T1B B D L T3 R3 T4 3.6 v2.1 v3.6v2.1 v0.2V 1 V若若A、B兩輸入端都為高電平兩輸入端都為高電平 4.3 v4.3 vA LB 000011110001或非門真值表或非門真值表 BAL或非門邏輯表達(dá)式或非門邏輯表達(dá)式AB1或非門邏輯符號(hào)或非門邏輯符號(hào)若若A、B兩輸入端只有一個(gè)輸入端為高電平兩輸入端只有一個(gè)輸入端為高電平? ? 第二章第二章 門電路門電路 Jilin Unive

23、rsity, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路DCBAY3) TTL與或非門與或非門 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路BAY4) TTL異或門異或門 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011n推拉式輸出的局限：輸出不能并聯(lián)；（如右圖）VCC一旦確定，高電平也固定，無(wú)法滿足對(duì)

24、電平的多種需要。n采用OC門可解決上述問(wèn)題。集電極開路門（集電極開路門（ OC門）門） 在工程實(shí)踐中，有時(shí)需要將幾個(gè)門的在工程實(shí)踐中，有時(shí)需要將幾個(gè)門的輸出端并聯(lián)使用，以實(shí)現(xiàn)與邏輯，稱輸出端并聯(lián)使用，以實(shí)現(xiàn)與邏輯，稱為為線與線與。普通的普通的TTL門電路不能進(jìn)行門電路不能進(jìn)行線與線與。 為此，為此，專門生產(chǎn)了一種可以進(jìn)行線與專門生產(chǎn)了一種可以進(jìn)行線與的門電路的門電路集電極開路門。集電極開路門。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路A、B不全為

25、不全為1時(shí)，時(shí)，ub1=0.9V，T2、T5截止，截止，Y=1。接入外接電阻接入外接電阻R后：后：A、B全為全為1時(shí)，時(shí)，ub1=2.1V，T2、T5飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通，Y=0。BAY Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路nOC門并聯(lián)（線與）BAY1DCY2CDABCDABYYY21RL的選擇非常重要 OC門輸出并聯(lián)的接法及邏輯圖門輸出并聯(lián)的接法及邏輯圖 Jilin University, College of Electronics Science and Engi

26、neering 2011第二章第二章 門電路門電路nRL的選取方法IHOHOHCCmInIVVRL OHIHOHLCCVmInIRV)(輸出高電平時(shí)，RL不能過(guò)大，高電平不能低于VOH(min)全部OC門截止 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011第二章第二章 門電路門電路只有一個(gè)OC門導(dǎo)通ILLMOLCCLImIVVR輸出低電平時(shí)，RL不能過(guò)小，低電平不能高于VOL(max)OLLILLMCCVRImIV)( Jilin University, College of Electronics S

27、cience and Engineering 2011IHOHOHCCLILLMOLCCmInIVVRImIVV輸入端數(shù)負(fù)載門數(shù)OC門進(jìn)行線與時(shí)，外接電阻門進(jìn)行線與時(shí)，外接電阻RL的選擇：的選擇：第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011nOC門的其它應(yīng)用+10V+5V&OV&270實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換 用做驅(qū)動(dòng)器用做驅(qū)動(dòng)器第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engine

28、ering 2011nTS門：在普通門電路基礎(chǔ)上附加控制電路門：在普通門電路基礎(chǔ)上附加控制電路當(dāng)當(dāng)EN=1時(shí)電路為工作狀態(tài)，所以稱為控制端高電平有效。時(shí)電路為工作狀態(tài)，所以稱為控制端高電平有效。即即EN為高電平時(shí)，三態(tài)門為工作狀態(tài)；為高電平時(shí)，三態(tài)門為工作狀態(tài)；EN為低電平時(shí)，為低電平時(shí)，三態(tài)門為高阻狀態(tài)。三態(tài)門為高阻狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)EN=1時(shí)，時(shí)，D截止，截止，相當(dāng)于一個(gè)正常的相當(dāng)于一個(gè)正常的二輸入端與非門，二輸入端與非門，稱為正常工作狀態(tài)。稱為正常工作狀態(tài)。 當(dāng)當(dāng)EN=0時(shí)，時(shí)，T4、T5都截止。這時(shí)從都截止。這時(shí)從輸出端輸出端Y看進(jìn)去，看進(jìn)去，呈現(xiàn)高阻，稱為高呈現(xiàn)高阻，稱為高阻態(tài)，或禁止態(tài)。阻

29、態(tài)，或禁止態(tài)。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011三態(tài)門的控制端也可以是低電平有效，即三態(tài)門的控制端也可以是低電平有效，即EN為低電為低電平時(shí)，三態(tài)門為工作狀態(tài)；平時(shí)，三態(tài)門為工作狀態(tài)；EN為高電平時(shí)，三態(tài)門為高電平時(shí)，三態(tài)門為高阻狀態(tài)。為高阻狀態(tài)。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011三態(tài)門的應(yīng)用比較廣泛，下面舉例說(shuō)三態(tài)門的應(yīng)用比較廣泛，

30、下面舉例說(shuō)明三態(tài)門的明三態(tài)門的3 3種應(yīng)用。種應(yīng)用。 作多路開關(guān)作多路開關(guān) 信號(hào)雙向傳輸信號(hào)雙向傳輸 構(gòu)成數(shù)據(jù)總線構(gòu)成數(shù)據(jù)總線第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011E=0時(shí)，門時(shí)，門G1使使能，能，G2禁止，禁止，Y=A；E=1時(shí)，時(shí)，門門G2使能，使能，G1禁止，禁止，Y=B。E=0時(shí)信號(hào)向右傳時(shí)信號(hào)向右傳送，送，B=A；E=1時(shí)時(shí)信號(hào)向左傳送，信號(hào)向左傳送，A=B 。讓各門的控制端輪流處于讓各門的控制端輪流處于低電平，即任何時(shí)刻只讓低電平，即任何時(shí)刻只讓一個(gè)一個(gè)T

31、SL門處于工作狀態(tài)，門處于工作狀態(tài)，而其余而其余TSL門均處于高阻門均處于高阻狀態(tài)，這樣總線就會(huì)輪流狀態(tài)，這樣總線就會(huì)輪流接受各接受各TSL門的輸出。門的輸出。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011系列特點(diǎn)74H高速系列，高電平時(shí)輸出電阻??；平均傳輸延遲時(shí)間短。靜態(tài)功耗大。74S肖特基系列，傳輸延遲時(shí)間短，開關(guān)速度快，電壓傳輸特性改善。功耗大，VOL升高。 74LS低功耗肖特基系列，功耗小，延遲功耗積（dp積）小。電壓傳輸特性無(wú)線性區(qū)。 74LS系列產(chǎn)品具有最佳的綜合

32、性能，是TTL集成電路的主流，是應(yīng)用最廣的系列。74AS & 74ALS74AS：速度快，功耗大。74ALS：延遲功耗積更小。TTL電路的改進(jìn)系列第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011n74S系列輸出級(jí)采用達(dá)林頓結(jié)構(gòu) 采用了抗飽和三極管 有源泄放電路 肖特基三極管有源泄放電路T2、T5只可能同時(shí)導(dǎo)通達(dá)林頓結(jié)構(gòu)第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 20

33、11n對(duì)于TTL電路，若門的輸入端接的電阻小于ROFF（關(guān)門電阻），則可認(rèn)為是邏輯低電平；所接電阻若大于 RON（開門電阻），則可認(rèn)為輸入端接的是邏輯高電平。若電阻趨于無(wú)窮大（懸空），也為邏輯高電平。ROFF可根據(jù)求得RON通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，一般 以上。(max)1ILOFFOFFBECCVRRRvVkROFF91. 0k10TTL門電路輸入特性第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011在使用集成門電路時(shí)，如果輸入信號(hào)數(shù)小于門的輸入端數(shù)，就有多余輸入端。一般不讓多余的輸入端

34、懸空，以防止干擾信號(hào)引入。對(duì)多余輸入端的處理，以不改變電路工作狀態(tài)及穩(wěn)定可靠為原則。多余輸入端的處理第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011對(duì)于對(duì)于TTL與非門，通常將多余輸入端通過(guò)電阻與非門，通常將多余輸入端通過(guò)電阻R與電源與電源+VCC相連；也可以將多余輸入端與另一接有輸入信號(hào)相連；也可以將多余輸入端與另一接有輸入信號(hào)的輸入端連接。這兩種方法如圖所示。的輸入端連接。這兩種方法如圖所示。TTL與門多余輸與門多余輸入端的處理方法和與非門完全相同。入端的處理方法和與非門完

35、全相同。 TTL與非門多余輸入端的處理方法 第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011 對(duì)于對(duì)于TTL或非門，則應(yīng)該把多余輸入端接地，或把多余輸或非門，則應(yīng)該把多余輸入端接地，或把多余輸入端與另一個(gè)接有輸入信號(hào)的輸入端相接。這兩種方法如入端與另一個(gè)接有輸入信號(hào)的輸入端相接。這兩種方法如圖所示。圖所示。TTL或門多余輸入端的處理方法和或非門完全相或門多余輸入端的處理方法和或非門完全相同。同。 TTL或非門多余輸入端的處理方法 第二章第二章 門電路門電路 Jilin Univ

36、ersity, College of Electronics Science and Engineering 2011 14 13 12 11 10 9 874LS04 1 2 3 4 5 6 7VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND6 反相器 74LS04 的引腳排列圖+VCC171481714874LS308輸入與非門輸入與非門74LS002輸入輸入4與非門與非門第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011TG VI Vo

37、 C C (b) 符號(hào) 1. 當(dāng)當(dāng)VCVVCDD5,52. 當(dāng)當(dāng)VCVC5,5等效于開關(guān)斷開等效于開關(guān)斷開等效于開關(guān)閉合等效于開關(guān)閉合CMOS傳輸門、雙向模擬開關(guān)傳輸門、雙向模擬開關(guān)第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011CMOS數(shù)字電路的特點(diǎn)數(shù)字電路的特點(diǎn)（1）CMOS電路的工作速度比電路的工作速度比TTL電路的低。電路的低。（2）CMOS帶負(fù)載的能力比帶負(fù)載的能力比TTL電路強(qiáng)電路強(qiáng)。（3）CMOS電路的電源電壓允許范圍較大，約在電路的電源電壓允許范圍較大，約在31

38、8V，抗干，抗干擾能力比擾能力比TTL電路強(qiáng)。電路強(qiáng)。（4）CMOS電路的功耗比電路的功耗比TTL電路小得多。門電路的功耗只有電路小得多。門電路的功耗只有幾個(gè)幾個(gè)W，中規(guī)模集成電路的功耗也不會(huì)超過(guò)，中規(guī)模集成電路的功耗也不會(huì)超過(guò)100W。（5）CMOS集成電路的集成度比集成電路的集成度比TTL電路高。電路高。（6）CMOS電路容易受靜電感應(yīng)而擊穿，在使用和存放時(shí)應(yīng)注電路容易受靜電感應(yīng)而擊穿，在使用和存放時(shí)應(yīng)注意靜電屏蔽，意靜電屏蔽，尤其是尤其是CMOS電路多余不用的輸入端不能懸空，電路多余不用的輸入端不能懸空，應(yīng)根據(jù)需要接地或接高電平。應(yīng)根據(jù)需要接地或接高電平。第二章第二章 門電路門電路 Ji

39、lin University, College of Electronics Science and Engineering 2011在數(shù)字電路或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，往往將在數(shù)字電路或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，往往將TTL和和CMOS兩種器件混合使用，以滿足工作速度或者功耗指標(biāo)兩種器件混合使用，以滿足工作速度或者功耗指標(biāo)的要求。由于每種器件的電壓和電流參數(shù)各不相同的要求。由于每種器件的電壓和電流參數(shù)各不相同，因而在這兩種器件連接時(shí)，要滿足驅(qū)動(dòng)器件和負(fù)，因而在這兩種器件連接時(shí)，要滿足驅(qū)動(dòng)器件和負(fù)載器件的電流、電壓要求。載器件的電流、電壓要求。第二章第二章 門電路門電路 Jilin University, College of Electronics Science and Engineering 2011一、一、TTL與與CMOS器件之間的接口問(wèn)題器件之間的接口問(wèn)題 兩種不同類型的集成電路相互連接，驅(qū)動(dòng)門必須要為負(fù)兩種不同類型的集成電路相互連接，驅(qū)動(dòng)門必須要為負(fù)載門提供符合要求的高低電平和足夠的輸入電流，即要滿載門提供符合要求的高低電平和足夠的輸入電流，即要滿足下列條件：足下列條件： 驅(qū)動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)門的VOH（min）負(fù)載門的負(fù)載門的VIH（min）驅(qū)動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)門的VOL（max