數(shù)字電子技術(shù)章

第三章門電路3.1概述3.2半導(dǎo)體二極管門電路3.3CMOS門電路3.6TTL電路與CMOS電路的接口退出返回主目錄3.5TTL門電路3.4*其它類型的MOS集成電路

獲得高、低電平的基本方法：利用半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通、截止（即開、關(guān)）兩種工作狀態(tài)。

門電路：用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路通稱為門電路。

常用門電路有與門、或門、非門（反相器）、與非門、或非門、與或非門和異或門等。3.1概述(a)功耗大(b)功耗小本書中采用正邏輯系統(tǒng)邏輯0和1：電子電路中用高、低電平來(lái)表示。表示方法：正邏輯：以高電平表示邏輯1，以低電平表示邏輯0。負(fù)邏輯：以高電平表示邏輯0，以低電平表示邏輯1。集成門電路按開關(guān)元件分類集N溝道MOS門(NMOS)成單極型(MOS型)P溝道MOS門(PMOS)邏互補(bǔ)MOS門(CMOS)輯二極管----晶體三極管邏輯門（DTL）門晶體三極管----晶體三極管邏輯門（TTL）電雙極型射極耦合邏輯門（ECL）路集成注入邏輯門電路（）集成：把晶體管、電阻、和導(dǎo)線等封裝在一個(gè)芯片上。3.2半導(dǎo)體二極管門電路一、二極管的開關(guān)特性二極管符號(hào)：正極負(fù)極+vD－vi<0.7V時(shí)，二極管截止，iD=0。vi>0.7V時(shí)，二極管導(dǎo)通。二極管單向?qū)щ娦?。vi＝0V時(shí)，二極管截止，如同開關(guān)斷開，vo＝0V。vi＝5V時(shí)，二極管導(dǎo)通，如同0.7V的電壓源，vo＝4.3V。二極管的反向恢復(fù)時(shí)間限制了二極管的開關(guān)速度。動(dòng)態(tài)特性D正偏時(shí)，PN結(jié)電阻較小。加上反壓后，PN結(jié)內(nèi)尚有一定的存儲(chǔ)電荷，形成較大的瞬態(tài)反向電流I2；爾后，隨著存儲(chǔ)電荷的消散，反向電流逐漸減小，直至漏電流Is。反向恢復(fù)過(guò)程:反向恢復(fù)時(shí)間tre說(shuō)明:

⑴轉(zhuǎn)換時(shí)間：截止→導(dǎo)通較小導(dǎo)通→截止較大，故D的開關(guān)時(shí)間以tre來(lái)衡量。⑵Vi的最高頻率以10tre來(lái)取值。DR+－1、二極管與門Y=AB二、二極管門電路2、二極管或門Y=A+B3.3CMOS門電路3.3.1MOS管的開關(guān)特性3.3.2CMOS反相器的工作原理3.3.3CMOS反相器的靜態(tài)輸入、輸出特性3.3.4CMOS反相器的動(dòng)態(tài)特性3.3.5其他類型的CMOS門電路3.3.6CMOS集成電路退出返回本章主目錄⒈MOS管分類PMOS管:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作速度低，負(fù)電源工作。NMOS管:工藝復(fù)雜，正電源工作。CMOS管:PMOS管和NMOS管組成互補(bǔ)電路。⒉工作區(qū)TTL:截止放大飽和CMOS:截止飽和可變電阻相當(dāng)開關(guān)電路:斷開接通3.3.1MOS管的開關(guān)特性⒊符號(hào)及導(dǎo)通條件VGS＞VGS(th)N時(shí)導(dǎo)通一般:VGS(th)N在2V左右VGS＜VGS(th)P時(shí)導(dǎo)通一般:VGS(th)P

在－2V左右即:|VGS|

＞|VGS(th)P|=

2V時(shí)導(dǎo)通4.場(chǎng)效應(yīng)管的基本開關(guān)電路截止?fàn)顟B(tài)vi<VGS(th)vO=+VDD導(dǎo)通狀態(tài)vi>VGS(th)vO≈0轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性曲線5.MOS管的開關(guān)等效電路由于MOS管截止時(shí)漏極和源極之間的內(nèi)阻ROFF非常大，所以截止?fàn)顟B(tài)下的等效電路可以用斷開的開關(guān)代替。MOS管導(dǎo)通狀態(tài)下的內(nèi)阻RON約為1kΩ以內(nèi)(有的可<10Ω)，而且與vGS的數(shù)值有關(guān)。因這個(gè)阻值有時(shí)不能忽略，故在等效電路中畫出了導(dǎo)通內(nèi)阻。CI是柵極輸入電容，約為幾皮法。3.3.2CMOS反相器的工作原理(1)vA＝0V時(shí),TN截止,TP導(dǎo)通。輸出電壓vY＝VDD＝10V。(2)vA＝10V時(shí)，TN導(dǎo)通，TP截止。輸出電壓vY＝0V。一、電路結(jié)構(gòu)⑴靜態(tài)功耗小。（約10μW）⑵允許電源電壓范圍寬。（318V）⑶扇出系數(shù)大。（帶同類負(fù)載N≥50）⑷抗噪容限大。（Vth=1/2VDD）CMOS電路的特點(diǎn)最大提供電流1.5mA⑸速度較低。（tpd=40nS）CMOS電路導(dǎo)通時(shí)阻抗較大（1KΩ），由于分布電容Co的存在，電平高低變化時(shí)充放電較慢，影響其工作速度。⑴電壓傳輸特性AB段：TP導(dǎo)通，TN截止。vO=VOH≈VDDCD段：TN導(dǎo)通，TP截止。vO=VOL≈0CMOS反相器的電壓傳輸特性接近于理想的反相器。BC段：TP、TN都導(dǎo)通，

TP、TN內(nèi)阻變化，

vO迅速下降二、電壓和電流傳輸特性電壓傳輸特性中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓叫閾值電壓，用VTH表示。閾值⑵電流傳輸特性：AB段、CD段：曲線對(duì)應(yīng)TP、TN中只有一管導(dǎo)通的情況，CMOS管截止?fàn)顟B(tài)的漏極電流極小，接近于零。BC段：

TP、TN兩管都導(dǎo)通，工作在飽和區(qū)（放大狀態(tài)），vI=0.5VDD時(shí)電阻最小，電流達(dá)到最大值。考慮CMOS電路的這一特點(diǎn)，在使用這類器件時(shí)不應(yīng)使之長(zhǎng)期工作在電流傳輸特性的BC段，以防止器件因功耗過(guò)大而損壞。三、輸入端噪聲容限：P82在保證輸出高、低電平基本不變(變化的大小不超過(guò)規(guī)定的允許限度)的條件下，允許輸入信號(hào)的高、低電平有一個(gè)波動(dòng)范圍，這個(gè)范圍稱為輸入端的噪聲容限。計(jì)算方法：輸入高電平噪聲容限輸入低電平噪聲容限測(cè)試結(jié)疊果表明斬，在輸俘出高低紀(jì)電平的惰變化不璃大于限拔定的10%VDD情況下悼，輸入魯信號(hào)高籃、低電咸平允許夜的變化慰量大于30%VDD。因此留得到VNH=VNL=30%VDD。可見矩，CM坐OS電廁路的噪宇聲容限剝大小是衣和VDD有關(guān)的傍。隨著VDD的增加VNH和VNL也相應(yīng)主地加大滴，而且祖每個(gè)VDD值下VNH和VNL始終保較持相等名。適當(dāng)提騰高VDD可以提高寄輸入端噪挑聲容限。而在TTL電路中章是辦不裝到的。不同VDD下的電壓傳輸特性VNH、VNL隨VDD變化的曲線3.3.絹3、CMOS社反相器的靜態(tài)輸骨入、輸叫出特性一、輸撲入特性目的：為正確匪處理門枕電路與嗽門電路況、門電忽路與其賠它電路尸之間的然連接問(wèn)亦題，必采須了解澆門電路條輸入端澆和輸出預(yù)端的伏脾安特性茅，即輸央入特性暈和輸出己特性。輸入特剝性指從嚴(yán)反相器遷輸入端晌看進(jìn)去臣的輸入陽(yáng)電壓與集輸入電窄流的關(guān)更系。因?yàn)镸副O(jiān)S管的資柵極和襯救底之間存葛在著以S父iO2為介質(zhì)季的輸入話電容，芹而絕緣婆介質(zhì)又迷非常薄嗚，極易會(huì)被擊穿牛，必須史要采取禿保護(hù)電亦路。74HC系列的CMOS器件中竭，多采貼用a圖的輸畏入保護(hù)毒電路，D1和D2都是雙沉極型二積極管，拜導(dǎo)通壓拋降VDF=0.堂5~惑0.7示V,反規(guī)向擊穿造電壓約辨為30匯V，D2是MO導(dǎo)S管內(nèi)慶部自然風(fēng)形成的圍所謂分留布式二爺極管，D2和RS可按一墨個(gè)理想鉗二極管中來(lái)理解有。C1和C2分別表示T1和T2的柵極禮等效電延容。a.7腥4HC建系列的緩輸入保規(guī)護(hù)電路b.4焰000暢系列的銜輸入保客護(hù)電路1、0≤vI≤VDD時(shí)，正跳常工作泛范圍，稱保護(hù)電召路不起渣作用。2、vI＞VDD+VDF時(shí)(VDF二極管慢正相導(dǎo)殊通壓降饒)，D1導(dǎo)通，則vG=VDD+VDF，保證淺C2上的電壓吸不超過(guò)VDD+VDF。3、vI<-0.音7V時(shí)，D2導(dǎo)通，則vG=-VDF，保證C1上的電壓傘不超過(guò)VDD+VDF。這樣加趣到C1和C2上的電鞠壓不會(huì)核超過(guò)允攜許的耐功壓極限肝。a.74HC系列的輸入保護(hù)電路由輸入接保護(hù)電打路可以黑畫出它熱的輸入鑄特性曲竄線。在-VDF<vI<VDD+VDF范圍內(nèi)煙，輸入菊電流iI≈0。當(dāng)vI>VDD+VDF以后，iI迅速增大舞。當(dāng)vI<-VDF以后，D2經(jīng)RS導(dǎo)通，iI的絕對(duì)違值隨vI絕對(duì)值抬的增加百而增大至。掌握：險(xiǎn)在0≤vI≤VDD時(shí)，對(duì)應(yīng)雕的輸入電弦流iI約為0習(xí)。(1)低毅電平輸出含特性二、輸尾出特性即vO=VOL時(shí)，反振相器的案P溝道犁管截止譯、N溝廊道管導(dǎo)攀通，負(fù)哪載電流IOL從負(fù)載電掩路注入T2，輸出貴電平隨IOL增加而泛提高。麗這時(shí)的VOL就是VDS2、IOL就是iD2，所以VOL與IOL的關(guān)系曲信線也就是T2管的漏極蘭特性曲線還。由于T2的導(dǎo)通孔內(nèi)阻與vGS2的大小有墓關(guān)，vGS2越大導(dǎo)通豈內(nèi)阻越小剩。從圖上賭可以看到談，同樣的IOL值下若VDD升高，VOL也越低足。(2)高更電平輸出說(shuō)特性結(jié)論：反谷相器輸出好的高低點(diǎn)飲平是與負(fù)位載電流的猛大小相關(guān)刪的。在查滑閱器件手忍冊(cè)時(shí)要注忠意是在什鞏么負(fù)載電資流下給出妙的高低電員平值。電流IOH從門電路的輸出端流出的，與規(guī)定的負(fù)載電流正方向相反，在輸出特性曲線上為負(fù)值。這時(shí)VOH等于VDD減去T1管的導(dǎo)通壓降。在同樣的IOH值下VDD越高，T1導(dǎo)通時(shí)的vGS1越負(fù)，它的導(dǎo)通內(nèi)阻越小，VOH也就下降得越少。即vO=VOH時(shí)，反相器的P溝道管導(dǎo)通、N溝道管截止，負(fù)載由于寄敏生電容館和輸出扯負(fù)載電敗容的存辛在，輸碼出電壓嚼變化必墨然滯后汪于輸入瞇電壓變豆化。我燃們將輸泛出電壓能波形滯而后于輸毀入電壓形波形的眉時(shí)間叫咐做傳輸延遲翻時(shí)間。3.3.羨4、CMOS抗反相器的剃動(dòng)態(tài)特性一、傳輸摩延遲時(shí)間通常將輸出電乞壓由低電平跳變慮到高電平時(shí)的敘傳輸延遲粗時(shí)間記作tPLH，把輸出電以壓由高電平滲跳變到低電平時(shí)售的傳輸幟延遲時(shí)燃間記作tPHL。CM忘OS電路長(zhǎng)的傳輸延拳遲時(shí)間tPHL和tPLH是以輸渴入、輸貨出波形廈對(duì)應(yīng)邊晝上等于乞最大幅終度50租%兩點(diǎn)之間時(shí)間聾間隔來(lái)?yè)醵x的疾。二、交流帽噪聲容限三、動(dòng)態(tài)壇功耗3.3遭.5馳其他類蘋型的CMO聞S門電釋路①A、B當(dāng)中有一手個(gè)或全為員低電平時(shí)趨，TN1、TN2中有一脾個(gè)或全劉部截止兔，TP1、TP2中有一個(gè)疑或全部導(dǎo)站通，輸出Y為高電平舅。②只有當(dāng)頸輸入A、B全為高跡電平時(shí)將，TN1和TN2才會(huì)都連導(dǎo)通，臘TP1和TP2才會(huì)都婆截止，串輸出Y才會(huì)為茶低電平映。一、C掏MOS與迅非門①只要殿輸入A、B當(dāng)中有目一個(gè)或彎全為高喜電平，穗TP1、TP2中有一命個(gè)或全英部截止兵，TN1、TN2中有一個(gè)山或全部導(dǎo)廢通，輸出Y為低電平朽。②只有總當(dāng)A、B全為低電嘉平時(shí)，TP1和TP2才會(huì)都導(dǎo)習(xí)通，TN1和TN2才會(huì)都書截止，弄輸出Y才會(huì)為高鵲電平。二、C孩MOS或看非門缺點(diǎn)：輸沒(méi)出電阻受省輸入狀態(tài)湖的影響。規(guī)輸出的高看低電平受鑒輸入端數(shù)翼目的影響?zhàn)?。若A=B徒=1則RO=RON2+RON4=2RON假定每食個(gè)MO妄S管的證導(dǎo)通內(nèi)伏阻均為RON，截止內(nèi)中阻均為ROFF≈∞。若A=賣B=0撐則RO=RON1∥RON3=0.5罰RON若A=1椒、B=0容則RO=RON3=RON若A=0眠、B=1洗則RO=RON1=RON可見，輸襲入狀態(tài)的衣不同可以饅使輸出電墨阻相差4扯倍之多。其次，惜輸出的獵高低電檔平受輸論入端數(shù)懂目的影醒響。輸東入端數(shù)仙目越多弊，串聯(lián)爆的驅(qū)動(dòng)挪管數(shù)目堪也越多瘡，輸出虧的低電涼平VOL也越高。肆而當(dāng)輸入厘全部為低窮電平時(shí)，私輸入端越繁多負(fù)載管蟲并聯(lián)的數(shù)阻目越多，佛輸出高電介平VOH也更高一磁些。二、帶緩選沖級(jí)的C奔MOS門害電路克服了客輸出電要阻受輸除入狀態(tài)辮的影響伴及輸出踏的高低攤電平受勺輸入端鬼數(shù)目的作影響。注意：輸入輸氏出端加底進(jìn)反相艦器以后村，電路通的邏輯沙功能也坦發(fā)生了指變化。建與非門業(yè)是在或播非門的鍵基礎(chǔ)上必增加了而緩沖器索得到的惹。在原抬來(lái)的與偷非門基忙礎(chǔ)上增柿加緩沖捐級(jí)以后掀就得到頃了或非禾門電路蔑。

方法：在門電路的每個(gè)輸入輸出端各增設(shè)一級(jí)反相器。加進(jìn)的這些具有標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的反相器稱為緩沖器。這些帶緩扮沖級(jí)的門圈電路其輸戀出電阻、外輸出的高直低電平以任及電壓傳魄輸特性將褲不受輸入漏端狀態(tài)的適影響。而流且，電壓爽傳輸特性父的轉(zhuǎn)折區(qū)倉(cāng)也變得更恢陡了。此較外，前面永講到的C俘MOS反規(guī)相器的輸處入特性和輸輸出特性穿對(duì)這些門已電路也適沾用。與門或門CMO活S與或德非門CMO矛S異或肚門74HC03三、罷漏極開炕路的門激電路(矛OD門貧)在CM雹OS電銜路中，權(quán)為了滿獨(dú)足輸出蚊電平轉(zhuǎn)慨換、吸昂收大負(fù)下載電流根以及實(shí)米現(xiàn)線與起連接等榨需要，也有時(shí)將狠輸出級(jí)扒電路結(jié)配構(gòu)改成月一個(gè)漏塔極開路壁輸出的胖MOS恨管，構(gòu)鉛成漏極笑開路輸溝出。(紀(jì)Ope袖n-D乖rai著nO鄰utp喉ut)菱形記身號(hào)表示竄OD輸奔出結(jié)構(gòu)疾，菱形駛下方的借橫線表亭示輸出冶低電平盛時(shí)為低抽輸出電霉阻。OD門工剩作時(shí)必須前將輸出端覺(jué)經(jīng)上拉電召阻RL接到電源牽上。設(shè)TN的導(dǎo)通與酷截止內(nèi)阻搖分別為ROFF和RON，且ROFF>>RL>>RON，則TN截止時(shí)vO=VOH=VDD2，TN導(dǎo)通時(shí)vO=VOL≈0。因撇為VDD1可不等翠于VDD2，所以很刪容易將輸生入的高低沒(méi)電平VDD1/0→VDD2/0，門實(shí)現(xiàn)電新平轉(zhuǎn)換俱。OD門應(yīng)棄用一：電哭平轉(zhuǎn)換OD門殃應(yīng)用二釋：線與輸出端直告接相連實(shí)乏現(xiàn)線與邏縱輯。Y1與Y2中任何羽一個(gè)為尋低電平愈時(shí)Y都宜為低電名平；只爆有Y1和Y2都為高電封平時(shí)，Y才為高堵電平，盛故：兩個(gè)O浴D與非門接成了與或非都電路。線與符號(hào)是怒畫在線與連接處的與門輪廓。OD門外鋤接電阻阻微值計(jì)算方轎法當(dāng)所有尼OD門怪同時(shí)截呢止輸出香為高電典平時(shí)，屆為使高普電平不雞低于規(guī)翁定的VOH值，顯然RL不能選得點(diǎn)過(guò)大。故RL應(yīng)滿足：有：其中：VDD是外接炭電源電戴壓，VOH是輸出高丘電平，IOH是每個(gè)黨OD門鏟輸出管正截止時(shí)呈的漏電她流，IIH是負(fù)載門仗每個(gè)輸入晝端的高電柱平輸入電裝流。n是并聯(lián)蛙OD門橡的數(shù)目灣，m是負(fù)載門纏電路高電貢平輸入電太流的數(shù)目澇。當(dāng)輸出戶為低電循平且并飯聯(lián)的O毒D門中料只有一搭個(gè)門的灣輸出M搜OS管拆導(dǎo)通時(shí)念，為保衰證流入不該OD榜門的負(fù)倡載電流青不超過(guò)滅輸出M氏OS管塔允許的銳最大值魔，顯然RL不能選得燃過(guò)小。故RL應(yīng)滿足：其中IOL(免max糖)是OD醋門允許殊的最大女負(fù)載電椅流，VOL是輸出低休電平，IIL是負(fù)載門絨每個(gè)輸入擱端的低電齒平輸入電遭流。m'是負(fù)載門昆電路高電賞平輸入電邁流的數(shù)目睡。在負(fù)載污門為CM筒OS門電曾路的情況忽下，m和m'相等。因此，遲要保證盡線與連鴨接后電忙路能夠酷正常工精作，應(yīng)計(jì)取例：在帝下圖電掀路中，倡已知G1、G2、G3為OD伐輸出的霧與非門消74H釣C0圖3，輸赴出高電縱平時(shí)的融漏電流愧最大值孕為IOH(于max欲)=5μA，輸切出低電平剩為VOL(m戀ax)=0.3忍3V時(shí)允聽許的最大困負(fù)載電流無(wú)為IOL(童max眨)=5.圣2mA懲，負(fù)載砌門G4~G6為74H賢C00，輔它的高電雹平輸入電突流最大值IIH(權(quán)max攝)和低電平謊輸入電流絮最大值IIL(m尚ax)均為1μA。抹若VDD=5V弓，要求VOH≥4.壓4V、VOL≤0.徐33V它，試求RL取值的狠允許范滅圍。解：依題蔽意得故RL的取值范望圍為：三、CM插OS傳輸泉門因?yàn)門P和TN的源極第和漏極床在結(jié)構(gòu)跨上是完喘全對(duì)稱調(diào)的，所鼓以柵極親的引出妙端畫在鞠柵極的董中間。TP和TN的源極稅和漏極程分別相閑連作為煎傳輸門交的輸入錘端和輸竊出端。C和C'是一對(duì)互城補(bǔ)的控制劣信號(hào)。①C＝0、C'=1，即C端為低電跳平(0V穗)、C'端為高電火平(＋VDD)時(shí)，TN和TP同時(shí)截止牌，輸入和叫輸出之間樓呈高阻狀備態(tài)，相當(dāng)可于開關(guān)斷酷開一樣。②C＝各1、C棟'=0，即C端為高電預(yù)平(＋VDD)、C'端為低壺電平(叢0V)挺，則殃當(dāng)0<vI<VDD-VGS(食th)編N時(shí)，TN導(dǎo)通；罰而當(dāng)|VGS(t鐘h)P|<vI<VDD時(shí)TP導(dǎo)通，憑因此，vI在0~VDD之間變化偏時(shí)，至少置有一個(gè)M鏈OS管是翼導(dǎo)通的。叢輸入和輸鹽出之間相執(zhí)當(dāng)于開關(guān)梨接通一樣財(cái)，vo＝vI。如果傳福輸門的喉一端接言入正電啊壓vI，另一端悠接負(fù)載電榨阻RL，則有利用CM藏OS傳輸著門和反相未器可以組合合成各種停復(fù)雜的邏甩輯電路，范如異或門汽、數(shù)據(jù)選稈擇器、寄叼存器、計(jì)貴數(shù)器等。例：試分劇析下圖的患邏輯功能列。輸入傳輸門工作狀態(tài)輸出ABTG1TG2Y00導(dǎo)通截止001導(dǎo)通截止110截止導(dǎo)通111截止導(dǎo)通0因此，Y與A、B之間是異或邏輯關(guān)系，即：說(shuō)明：由于兩花個(gè)MO騙S管的土結(jié)構(gòu)形伴式是對(duì)目稱的，序即漏極貨和源極煎可以互切易使用和，因而赤CMO滅S傳輸彎門屬于速雙向器桂件，它粱的輸入唱端和輸咽出端也靜可以互指易使用愉。傳輸門艘的另一幼個(gè)重要辭用途是越作模擬拘開關(guān)，師用來(lái)傳聞?shì)斶B續(xù)賢變化的漿模擬電政壓信號(hào)給。這一云點(diǎn)是無(wú)形法用一度般的邏去輯門實(shí)羞現(xiàn)的。⑴由C寸MOS丙反相器顆和CM懸OS傳肢輸門組堤成;⑵MO票S管結(jié)拐構(gòu)對(duì)稱榴，漏極棗和源極稿可以互害換,C猛MOS柳具有雙崖向傳輸忽特性。⑶功能：C＝1美時(shí)，傳熊輸門導(dǎo)以通，內(nèi)三阻R<1KΩ匠。C＝0努時(shí)，傳完輸門截早止，內(nèi)畜阻R>109Ω。四、C賴MOS嬸雙向模裝擬開關(guān)例：寫放出下面邊CMO陸S雙向昏模擬開予關(guān)實(shí)現(xiàn)兼的輸出Y與輸入A、B的邏輯盛關(guān)系，騎要求給賠出簡(jiǎn)單奴的分析隱過(guò)程。RL為負(fù)載電掃阻，RON為MO不S導(dǎo)通屆電阻，商且RL>>RON。解：①棕對(duì)a圖答，當(dāng)A、B有一個(gè)貍為高電壟平時(shí)，斬電路就漢導(dǎo)通，磚輸出為戶高電平阿，當(dāng)A、B全為低電什平時(shí)，Y才為低電嶼平。故Y=A+B。②對(duì)b娃圖，A、B全為高電撓平時(shí)，傳姻輸門才全詠導(dǎo)通，輸硬出Y為低電驢平；A、B只要不癥全為高饅電平，平則Y為高電繭平。故Y=(AB)'。③對(duì)c圖填，A為高電略平時(shí)，川SW導(dǎo)弄通，Y為低電紡平；A為低電平拔時(shí)，SW鎖截止，Y為高電平飯。故Y=A'。②EN'=1時(shí)律，不管A狀態(tài)如何稍，T1、T2均截止涌，輸出篩呈現(xiàn)高核阻態(tài)。省可見電拍路的輸棵出有高阻態(tài)仆、高電場(chǎng)平和低鍬電平3種狀璃態(tài)，是犬一種三晌態(tài)門。五、三蚊態(tài)輸出碎的CM睬OS賠門電路吃(TS上門、輸全出緩沖肺器)①EN'=0時(shí)，鏟若A=1則T1截止、T2導(dǎo)通，Y=0；戶若A=0則T1導(dǎo)通、T2截止，Y=1；她因此Y=A'。TS門的既應(yīng)用：③構(gòu)成數(shù)勇?lián)偩€：刊讓各門的千控制端輪失流處于低視電平，即勇任何時(shí)刻每只讓一個(gè)框TS門處表于工作狀聽?wèi)B(tài)，而其絹余TS門傘均處于高碗阻狀態(tài)，喘這樣總線斑就會(huì)輪流堤接受各T演S門的輸而出。①作多路腹開關(guān)：EN=0時(shí)，葬門G1使能，G2禁止，Y=A'；EN=1時(shí)，喚門G2使能，G1禁止，Y=B'。②信號(hào)雙漿向傳輸：EN=0時(shí)信銹號(hào)向右傳蕩送，B=A'；EN=1時(shí)信洗號(hào)向左傳呼送，A=B'。作業(yè)(氧四)：將P12宗9題：2冠.17荷(b)作業(yè)(細(xì)五)：寇P15依2題：3.鐵7(b瞞)+(五的)題：3醫(yī).7(d漂)、3.理103.3賠.6火CM患OS集朋成電路鉗(IC私)一、集成辭電路(I親nteg摸rate苗dCi擊rcui扎t，IC著)集成電路是一種完全在由半導(dǎo)體材料(通常是硅)構(gòu)成的微小芯片上制作的電子電路。硅片封裝在塑料或陶瓷外殼的內(nèi)部，其上有輸入/輸出引腳，用于連接外部電路。所有邏輯電路都集成在封裝內(nèi)部的芯片上，芯片通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與外部引腳連接。二、IC稱封裝種類數(shù)字集成登電路的封范裝是多種屈多樣的。毫DIP(榆Dual凱In-桑line親Pac曲kage呆，雙列直呼插式封裝象)用于直摔插式PC他B(猾Prin酬ted窯Circ鍬uit蠶Boar吩d，印制脅電路板)性，其引腳亭垂直向下符以便插入里電路板的詳通孔，與宮電路板的雁上下表面兔連接。內(nèi)山部電路復(fù)法雜性的不冶同決定了離DIP引帶腳數(shù)的不藝同。另一種封IC封鑼裝是S聲MT(殺Sur辮fac猾e-M禽oun奶tT孩ech顫nol海ogy服，表貼省式)封燃裝。S岔MT封親裝有許順多種，克SOI必C(S學(xué)mal犧l-O至utl次ine展IC凈，小型期IC封脂裝)是行其中的片一種。謊SMT矩封裝的屢芯片焊漆接在電著路板表夫面，其閥密度更它高(即扯給定區(qū)丹域內(nèi)可兔以放置濃更多的爸IC)蔥。IC引開腳數(shù)：對(duì)于IC戲，左上方毒第一引腳塑標(biāo)號(hào)為1理，可以在葉封裝上使肝用小圓點(diǎn)芹、凹口或魄斜切角來(lái)拌指示引腳獅1的位置迅。從引腳擋1開始，簡(jiǎn)沿左邊從痕上到下，常再沿右邊蘿從下到上妄，引腳標(biāo)機(jī)號(hào)依次增燒加。標(biāo)號(hào)熟最大的引伸腳總是位栗于右上角病的引腳。引腳數(shù)相鐮同時(shí)，D減IP比S位OIC大田，SOI獅C的尺寸禿約是DI堤P的一半巨。（1）C逮MOS電席路的工作盲速度比T娃TL電路已的低。（2）橋CMO拔S帶負(fù)理載的能擦力比T莫TL電簡(jiǎn)路強(qiáng)。（3）診CMO控S電路拖的電源俗電壓允檢許范圍淋較大，桌約在3岔～18廣V，抗京干擾能犁力比T查TL電倍路強(qiáng)。（4）蝕CMO泳S電路耍的功耗套比TT棚L(fēng)電路因小得多像。門電付路的功幫耗只有乳幾個(gè)μ詞W，中作規(guī)模集股成電路究的功耗擱也不會(huì)是超過(guò)1植00μ梳W。三、CM純OS數(shù)字愚電路的特只點(diǎn)（5）拿CMO趁S集成走電路的趨集成度評(píng)比TT冰L電路賴高。（6）僻CMO總S電路號(hào)適合于倉(cāng)特殊環(huán)娃境下工靈作。（7）C郊MOS電即路容易受括靜電感應(yīng)廉而擊穿，爭(zhēng)在使用和魯存放時(shí)應(yīng)店注意靜電役屏蔽，焊義接時(shí)電烙救鐵應(yīng)接地?fù)屃己茫绕燮涫荂MOS窗電路多余冬不用的輸碧入端不能囑懸空，應(yīng)修根據(jù)需要拳接地或接處高電平。四、C集MOS豪電路的舉正確使怪用(自授學(xué))油P1糕01五、C朵MOS挖數(shù)字集關(guān)成電路爽的各種島系列①400林0系列：最惱早的集成另系列，工槳作電壓范屬圍寬(3坊~18V雞)，傳輸訊延遲時(shí)間山長(zhǎng)，可達(dá)讓100n夸s，帶負(fù)鍵載能力較寫弱，最大檢負(fù)載電流蝕只有0.黎5mA左喇右，已基漠本被HC割/HCT父系列取代毅。②HC/童HCT系列：高賞速系列，蛛采用了一針系列改進(jìn)汗措施，傳勺輸延遲時(shí)者間縮短到器10ns紹左右，帶稼負(fù)載能力揪提高到4沈mA左右手。HC/H浮CT系列區(qū)別既在工作電擊壓范圍和粥對(duì)輸入信就號(hào)電平的罩要求有所公不同。H籌C系列工抓作電壓在蹤蝶2~6V仙，要獲得財(cái)較高的速民度可選擇碑較高的電捧壓，要獲銀得較低的地功耗可選頭擇較低的話電壓。且疊HC系列鋒要求的輸唐入電平與懲TTL系方列的輸出全電平不匹麻配，因此姥不能與T揉TL電路脆混合使用茶，只適合怒于全部由泳HC系列籮電路組成吼的系統(tǒng)。HCT邪系列工命作在單田一的5朽V電壓里下，它排的輸入問(wèn)、輸出當(dāng)電平與墨TTL匙電路的善輸入輸感出電平府完全兼賺容，因江此可用犯于HC綁T與T桑TL混蔽合的系讓統(tǒng)。③AHC矮/AH駁CT系列：列改進(jìn)的醫(yī)高速C屋MOS叨系列，脹工作速蜘度比H浸C/H霧CT系匙列提高叉了一倍宇，帶負(fù)忽載能力廣也提高臭了近一王倍。同錯(cuò)時(shí)AH康C/A隔HCT最系列又滴能與H器C/H塞CT系紐奉列兼容犧。因此吳，A稠HC/黃AHC飼T系列靠是目前艙比較受揪歡迎、然應(yīng)用最星廣的C看MOS龜器件。AHC雄/AH嫁CT系列的區(qū)居別和HC管/HCT痛系列的區(qū)挽別一樣，鳳也主要表痰現(xiàn)在工作作電壓范圍停和對(duì)輸入療電平的不溪同要求上袋。④VHC店/VH殖CT系列：粒與TI屈公司的AHC/杏AHCT系列功殲?zāi)芟嘟尽Ｓ蓜e獻(xiàn)的公司摟生產(chǎn)，砌因此在挽某些具培體的性捐能參數(shù)痕上兩者悔不完全罩相同。⑤LVC系列：湯低壓C珍MOS彼系列，燈工作電畏壓范圍津非常低役1.6去5~3特.3V縮慧，且傳青輸延遲修時(shí)間縮料短到3棒.8n偷S，同貨時(shí)又能皺提供更植大的負(fù)僅載電流鴉，在電追源電壓販為3V拍時(shí)，最君大負(fù)載炊電流可株達(dá)24戀mA。躬此外，賄LVC終系列的本輸入可營(yíng)接受高地達(dá)5V蹈的高電虧平信號(hào)襯，能很膀容易地暑將5V軋電平信外號(hào)轉(zhuǎn)換喂成3.朗3V以浸下的電仙平信號(hào)竿，而L眾VC系鼓列提供股的總線監(jiān)驅(qū)動(dòng)電批路又能愛將3.糕3V以盛下的電肅平信號(hào)牽轉(zhuǎn)換為稍5V的喂輸出信斃號(hào)，這師就為3川.3V岡系統(tǒng)與濫5V系淡統(tǒng)之間驢的連接突提供了獵便捷的楚解決方云案。ALV愁C系列：改泡進(jìn)的低壓標(biāo)CMOS峽系列，在霸LVC的地基礎(chǔ)上進(jìn)禁一步提高蜜了工作速汗度，并提骨供了性能視更加優(yōu)越陽(yáng)的總線驅(qū)紹動(dòng)器件。撤LVC/報(bào)ALVC俱是目前C核MOS電猴路中性能市最好的兩維個(gè)系列，之可以滿足詢高性能數(shù)碎字系統(tǒng)設(shè)消計(jì)的需要戴。尤其在暫移動(dòng)式的瘡便攜電子耗設(shè)備(如伍筆記本電棚腦、移動(dòng)網(wǎng)電話、數(shù)儀碼照相機(jī)漠等)中，疼LVC抄/ALV魯C系列絕的優(yōu)勢(shì)更柔加明顯。54/絹74C侍MOS膚系列：狗54巴系列與篩74系吊列具有流完全相睛同的邏威輯功能僅，但電貢器性能枕參數(shù)大翅不一樣蜻，54督系列比懇74系位列的工駝作溫度月范圍更煎寬。5文4系列蘆的允許答的工作年環(huán)境溫爺度規(guī)定茂為-5披5~+輛125愿℃；而據(jù)74系愿列允許樣的工作替環(huán)境溫悶度規(guī)定企為-4隔0~+拖85℃差。例：器件名稱抬54/7段4HC0跟4?！?4/舍74”是螞TI公司房誠(chéng)產(chǎn)品的標(biāo)絹志，“H千C”是不碰同系列的蜘名稱，后躬面的數(shù)碼撤“04”挖表示器件宋具體的邏呀輯功能，宅在這里表微示這個(gè)器跡件是“六琴反相器”匆(即其中耍有六個(gè)同澇樣的反相晴器)，只售要器件名罰稱中最后勞的數(shù)碼相齡同，它們宏的邏輯功或能就是一岔樣的。3.5批TTL吃門電路3.5.薯1雙極型三西極管的開呢關(guān)特性3.5青.2TTL反默相器的電怨路結(jié)構(gòu)和鄙工作原理3.5.精3TTL轟反相器佩的靜態(tài)峽輸入/寨輸出特壇性3.5.斃4TTL反膚相器的動(dòng)壺態(tài)特性3.3.齡5其它類型劫的TTL逼門電路返回本章主目錄退出3.5振.1留雙極型兩三極管的開斗關(guān)特性一、雙膜極型三巖極管的淹結(jié)構(gòu)一個(gè)獨(dú)忠立的雙跑極型三夸極管由腹管芯、娃三個(gè)引蔥出電極肥和外殼那組成。果三個(gè)電催極分別巖成為基私極、集防電極和蕩發(fā)射極餃。管芯逗由三層誰(shuí)P型和誘N型半盟導(dǎo)體結(jié)殿合在一舟起而構(gòu)斑成，有島NPN態(tài)型和P徹NP型便兩種。周因?yàn)樵谥ぷ鲿r(shí)和由電子果和空穴委兩種載汗流子參苗與導(dǎo)電加過(guò)程，憑故稱這殖類三極猴管為雙閘極型三皺極管。截止?fàn)顟B(tài)飽和狀態(tài)vi=VIL<0.5君Vvo=+VCCvo=0.2出V二、雙艇極型三爬極管的科輸入、癢輸出特膽性及開調(diào)關(guān)特性vi=VIHiB≥IBS②vi=0.2織V時(shí)，因糧為vBE<0.管7V，iB=0，串三極管巨工作在彈截止?fàn)罹鄳B(tài)，ic=0。因頭為ic=0，所市以輸出電欄壓：①vi=1V時(shí)盾，三極管竿導(dǎo)通，基塞極電流:因?yàn)?糖<iB<IBS，三極辜管工作套在放大滋狀態(tài)。iC=βiB=40流×0.喬03=脅1.2需mA，友輸出電耗壓：三極管鉤臨界飽疤和時(shí)的乞基極電朋流：vo=vCE=VCC-iCRc=5-1昌.2×1穗=3.8粒Vvo=VCC=5V③vi＝3V時(shí)付，三極管他導(dǎo)通，基晝極電流：而因?yàn)閕B>IBS，三極側(cè)管工作勵(lì)在飽和怠狀態(tài)。背輸出電膝壓：vo＝VCES＝0.2泳V①vI＝0V憶時(shí)，三偶極管截解止，iB＝0，iC＝0，輸資出電壓vY＝VCC＝5V②vI＝5V煌時(shí)，三強(qiáng)極管導(dǎo)品通?；獦O電流江為：iB＞IBS，三極禿管工作西在飽和邪狀態(tài)。家輸出電仗壓vY＝VCES＝0.介2V。三極管針臨界飽破和時(shí)的灑基極電周流為：二、三挽極管非泳門如何判斷出來(lái)的？假設(shè)三極管截止，則基極電位為：故三極管導(dǎo)通。3.5受.2TTL反相器的業(yè)電路結(jié)構(gòu)宗和工作原閉理輸入級(jí)由晶體管T1和基極電阻R1組成，它實(shí)現(xiàn)了輸入變量A的傳遞。BRD1Vcc（5V）D2A發(fā)射極輸入級(jí)中間倒相級(jí)推挽輸出級(jí)輸出級(jí)：蕩由T4、T5和R4組成，其里中T4與T5組成推拉歌式輸出結(jié)估構(gòu)，具有吵較強(qiáng)的負(fù)效載能力。中間級(jí)是放大級(jí)，由T2、R2和R3組成，T2的集電極C2和發(fā)射極E2可以分別提供兩個(gè)相位相反的電壓信號(hào)C2E2一、電路膏結(jié)構(gòu)0.9侵VVb1=0.2值+0.7浪=0.9但V三個(gè)PN結(jié)導(dǎo)通需2.1V工作原理T1深飽和T2截止T5截止1.輸鍵入低電平追（0.2宗V）時(shí)不足以讓T2、T5導(dǎo)通0.9愈Vvovo=5-vR2-vD2-Vbe43.憑4V高電平蹤蝶！T1深飽和T2截止T5截止T4導(dǎo)通結(jié)論1:炮輸入低時(shí)胳,輸出為講高T1:倒置全飽和導(dǎo)通Vb1=2.1擺VVc1=1.釘4V反偏0.仿9V截止2.輸賊入為高電青平（3.孕4V）時(shí)2.1喉V1.4VT1管:Ve1=3.4尚VVb1=2.枕1VVc1=1.神4VT1管在倒粘置工作紛狀態(tài)3.4志VT2,T5管飽和勵(lì)導(dǎo)通,Vce2=0.占2V所以:Vc2=0.碗9V→T4:放大VD2=0.倘2V臨→D2:截止T2:飽和T5:飽和T4:截止+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1A飽和vF=0.2嘆V2.輸吉入全為高纏電平（3陰.4V）區(qū)時(shí)(續(xù))飽和3.4雷VT1:倒置T2:飽和T5:飽和T4:截止結(jié)論2:吸輸入高時(shí)贏,輸出為寶低T5飽和,Vce5=0.暗2V工作原理嬸小結(jié):輸入低核電平（面0.2仙V）時(shí)vF=3.沾4V2.輸宅入高電平流（3.4宵V）時(shí)vF=0.訊2VT1:倒置T2:飽和T4:截止T5:飽和T1深飽和T2截止T4導(dǎo)通T5截止3.邏部輯功能二、電壓餡傳輸特性輸出電繡壓VO隨輸入嗽電壓Vi變化的剛關(guān)系曲伙線,即vO=f(vi)vO(V)vi(V)1233.4VBCDE0.6V1.4V0ABC段非：線性區(qū)，妹當(dāng)0.7睛V≤vi≤1.3卵V，0.7序V≤Vb2＜1.聚4V時(shí)輛，T2開始導(dǎo)焰通，T5仍截止，VC2隨Vb2升高而神下降，河經(jīng)T4射極根隨矩器使vO下降。AB段：截止區(qū)鄙,當(dāng)vI<0.島6V，Vb1<1.3V時(shí)，T2、T5截止，霞輸出高垃電平VOH=3.源4VCD段籃：轉(zhuǎn)折區(qū)vi=1.堅(jiān)4V,葡T2、T5導(dǎo)通、T4截止，vO急劇下誤降.DE段科：飽和區(qū)抓,vi>1.你4VT2、T5導(dǎo)通，VOL＝0.白2V傳輸特企性曲線三、輸入先端噪聲容封限低電平噪眠聲容限VNL＝VIL(騰max本)－VOL(m板ax)＝0.脊8－0.改4V＝0積.4V因此同頂CMO惜S反相銀器類似艇，同樣疼也存在液一個(gè)允進(jìn)許的噪含聲容限知。定義純方法也攪同CM租OS反風(fēng)相器一豆樣。從電壓傳眾輸特性上旱可以看到掃，當(dāng)輸入耍信號(hào)偏離值正常的低牲電平而升借高時(shí)，輸蒼出的高電定平并不立葵刻改變。松同樣，當(dāng)匙輸入信號(hào)叮偏離正常貞的高電平脖而降低時(shí)由，輸出的成低電平也由不會(huì)馬上殲改變。因挨此允許輸觀入的高低俱電平各有株一個(gè)波動(dòng)種范圍。所以：高電平芹噪聲容長(zhǎng)限VNH＝VOH(m曠in)－VIH(m首in)＝2.展4－2＝刊0.4V⒈輸蠢入伏安方特性：茫輸入電揪壓與輸攻入電流刻之間的愚關(guān)系曲協(xié)線，即iI=f（vI）3.5.差3T父TL反相之器的靜態(tài)爪輸入/輸乖出特性在TT坐L反相遙器電路于中，如準(zhǔn)果僅僅渾考慮輸孝入信號(hào)肉是高電倡平和低題電平而肢不是某挪一個(gè)中預(yù)間值的鄙情況，孔則可忽允略T2和T5的b-c斑結(jié)反向電伐流以及R3對(duì)T5基極回撒路的影侍響，得倒到下面棚的等效迎電路。一、輸入扯特性：vI為低電嚴(yán)平時(shí)等效電路vI為高電平辛?xí)r輸入特逗性曲線由等效峽電路圖辯可畫出閉輸入特則性曲線舊。輸入電檔壓介于斃高、低航電平之匠間的情身況要復(fù)罰雜一些摘，且這晉種情況勢(shì)通常發(fā)喪生在輸死入信號(hào)耽電平轉(zhuǎn)累換的短啄暫過(guò)程航中，這早里就不縮慧分析了極。二、輸出貧特性：(1)稈高電汪平輸出仰特性當(dāng)vO=VOH時(shí)，T4和D2導(dǎo)通，車T5截止，輸黎出端等效張電路為下辱圖所示。T4工作在射賴極輸出狀穩(wěn)態(tài)，輸出閉電阻RO很小。捧在負(fù)載己電流較小的范且圍內(nèi)，負(fù)勉載電流再的變化沒(méi)對(duì)VOH的影響較蠢小。|iL|↑→IR4↑→VR4↑→VCE4↓→VO基本不衫變。(革|iL|<5討mA)T4進(jìn)入飽沸和狀態(tài)勺后，VCES=0.紡2V，鋒將失去姑射極跟釋隨功能咬，因而VOH隨|iL|的增檢加幾乎疾線性的蜂下降。|iL|↑→VO↓線性下扶降。(策|iL|>5授mA)T5飽和，T4截止。由書于T5飽和導(dǎo)輔通時(shí)c察-e間生的內(nèi)阻鼓很小(上<10?),所以概負(fù)載電流iL增加時(shí)熔輸出的千低電平VOL僅稍有號(hào)升高?？梢钥闯龆蹋琕OL與iL的關(guān)系在具較大范圍澇里基本呈滾線性。(2)售低電平輸桐出特性例：試計(jì)男算門G1最多可以惡驅(qū)動(dòng)多少告?zhèn)€同樣的國(guó)門電路負(fù)言載。門電林路的輸入詠輸出特性掌分別由特喇性曲線圖退給出。要紙求G1輸出的宇高低電倦平滿足VOH≥3.2V親，VOL≤0.2V黨。解：首先濱計(jì)算保證VOL≤0.2霸V時(shí)可以蜘驅(qū)動(dòng)的門塞電路數(shù)目N1。由低電平輸出特性表上查到VOL=0.2V時(shí)的負(fù)載電流iL=16mA。這時(shí)G1的負(fù)載電流是所有負(fù)載門的輸入電流之和。由右圖文的輸入腸特性上自又可查笑到，當(dāng)vI=0.2望V時(shí)每個(gè)泉門的輸入泄電流為iI=-1m帶A，于是垮得到電流汁絕對(duì)值間黑的關(guān)系:N1即可以驅(qū)視動(dòng)的負(fù)載駱個(gè)數(shù)再計(jì)算保證VOH≥3.2V時(shí)能驅(qū)動(dòng)的負(fù)載門數(shù)目N2。由高電平輸出特性上查到，VOH=3.2V時(shí)對(duì)應(yīng)的iL為-7.5mA。但手冊(cè)上同時(shí)又規(guī)定IOH<0.4mA，故應(yīng)取iL≤0.4mA計(jì)算。由輸入特性可知，每個(gè)輸入端的高電平輸入電流IIH=40mA，故可得綜上，在他給定的輸割入輸出特連性曲線下餡，74系纏列的反相端器可以驅(qū)肉動(dòng)同類型啄反相器的音最大數(shù)目吃是N=10。綿這個(gè)數(shù)值福也叫做門裙電路的扇出系繡數(shù)。從本例沿可以看降出，由斤于門電鎖路無(wú)論團(tuán)在輸出純高電平膠還是輸帶出低電腸平時(shí)均見有一定女的輸出短電阻，斗所以輸獻(xiàn)出的高償、低電木平都要土隨負(fù)載燦電流的樸改變而聽發(fā)生變往化。這綱種變化鐘越小，脈說(shuō)明門骨電路帶費(fèi)負(fù)載的役能力越熊強(qiáng)。有鉆時(shí)也用急輸出電喝平的變趟化不超幻玉過(guò)某一疲規(guī)定值糠時(shí)允許徹的最大礙負(fù)載電銅流來(lái)定立量表示漿門電路語(yǔ)帶負(fù)載拳能力的矩大小。即輸入哲端通過(guò)咱電阻R接地時(shí)初的特性婆。三、輸入座負(fù)載特性答：在具體使瘡用門電路船時(shí)，有時(shí)鑒需要在輸壓入端與地沸之間或者裙輸入端與生信號(hào)的低乘電平之間碰接入電阻RP。由圖可知渣，輸入電番流流過(guò)RP，這就必貨然會(huì)在RP上產(chǎn)生壓鄭降而形成陜輸入電位vI，且RP越大vI也越高過(guò)。vI≥1.善4V時(shí)斷，T2、T5導(dǎo)通，Vb1＝2.卷1V,材使vI鉗在1.止4V。RP較小時(shí)吧，使vI<1.4V撤，相當(dāng)輸入鑄低電平，碑所以輸出宋為高電平丘。RP增大時(shí)，RPvI=古1.4悶V時(shí)，T2、T5全導(dǎo)通，近輸入變高親，輸出變情低電平。臘此時(shí)vI≡1.慮4V。2.01.4VRP/k?01.03.0vI隨RP變化的規(guī)到律，即輸窩入負(fù)載特陳性。由等效圖亮可知：該式表掩明，在RP<<R1的條件下既，vI幾乎與RP成正比朝。但當(dāng)vI上升到蹦1.4乏V以后稈，vB1鉗在了消2.1鮮V左右吊所以vI不會(huì)隨RP的增大愉而升高塵了。這襖時(shí)vI與RP的關(guān)系披也就不套再遵守胡上式的賄關(guān)系，胡特性曲逮線趨近啦于vI=1.撈4V的氣一條水勁平線。例:TT跨L門電路魯圖中，為芒保證門G1輸出的械高、低瓶電平能錯(cuò)正確地嘉傳送到柔門G2的輸入端雅,要求vO1=VOH時(shí)vI2≥VIH(m麗in),vO1=VOL時(shí)vI2≤VIL(m志ax),試計(jì)陪算RP的最大俘允許值顫是多少饅。已知G1和G2均為7欄4系列運(yùn)反相器怨，VCC=5V，VOH=3.4嬸V，VOL=0.膽2V，VIH(m零in)=2.0顧V，VIL(控max俯)=0.8卡V。G1和G2的輸入申特性和圖輸出特柱性如前秧面所述翁。解：首先計(jì)場(chǎng)算vO1=VOH時(shí)vI2≥VIH(m直in)時(shí)RP的允許值彩：由右圖哀得VOH-IIHRP≥VIH(m鞠in)由輸入特恢性曲線上爛查得:vI=VIH=2.略0V時(shí)IIH=0.后04m糾A于是可無(wú)得：其次再計(jì)丟算vO1=VOL時(shí)vI2≤VIL(m惕ax)時(shí)RP的允許值蹄：由右圖當(dāng)RP的接地端域改接至VOL時(shí)，應(yīng)須滿足：vO1+IILRP≤VIL(m饞ax)綜上，應(yīng)鋪取RP≤0.6帳9k?。況也就是說(shuō)工，G1和G2之間串蠟聯(lián)的電康阻不應(yīng)懷大于6蠢90?兵，否則vO1=VOL時(shí)vI2可能超過(guò)VIL(鍛max甲)值。RP≤0.69k?代入?yún)?shù)例：試指鏟出各74紋系列TT估L門電路近的輸出狀掃態(tài)(高電誘平、低電鵝平或高阻蘋態(tài))。解:(a)一端接高玻電平，一俯端接VCC，也相當(dāng)言于接高電椅平，還有黃一端懸空評(píng)，由輸入辜負(fù)載特性貧知，此時(shí)賭相當(dāng)于RP=∞，故徹輸入端莊相當(dāng)于萬(wàn)接高電彩平。所屯以Y1為低電平友。(c)為擦TS非門廳，控制端場(chǎng)接高電平懂，TS門鋼導(dǎo)通，輸嫌入為高電打平，故輸華出Y3為低電北平。(d)為炕異或門，猜一端接低搶電平，另廉一端是VCC經(jīng)電阻接促入，因電乞阻值不是鐵很大(<令35k?鍬)，故輸趴入端仍為鮮高電平，視因此Y4為高電稼平。入輸入端，使之經(jīng)過(guò)大電阻后成為高電平，故Y2為高電平。(b)一端接地，一端是低電平連大電阻接若此圖兼中，將嗽電阻5創(chuàng).1k勒?換成軍51k漢?，輸粘出狀態(tài)管變化嗎梳?為什旺么？(e)莊一端接高烈電平，另穿一端經(jīng)電約阻接地，技因阻值很貢小(<6坊90?)躁，故輸入哨端仍為低稼電平，因擔(dān)此Y5為高電過(guò)平。(f)為也TS與非憑門，控制慚端低電平需有效，但窩接了VCC，相當(dāng)于制接高電平形，TS門致截止，故鞠輸出Y6為高阻態(tài)奶。思考題棟：將圖嚇中這些擊門電路莫都換成敘74系季列CMO蔬S門電路。螞輸出狀態(tài)肚又將如何閣？一.傳輸延效遲時(shí)間在TT喉L電路福中，由罪于二極生管和三和極管狀煉態(tài)轉(zhuǎn)換邊需要一琴定的時(shí)難間，且進(jìn)二極管輛、三極絨管以及炭電阻、脫連接線罵等的寄妄生電容斗的存在扇，當(dāng)將艦理想矩庸形波接稻入TT滾L反相鄭器的輸毀入端后棄，輸出拆電壓的罰波形要柱比輸入樓信號(hào)滯胸后，而戴且波形體的上升粱沿和下畝降沿也緊將變壞吳。像CM糕OS門媽電路一構(gòu)樣，我忠們把輸嘴出電壓兩波形滯榴后于輸訂入電壓六波形的潔時(shí)間叫塵做傳輸延遲搭時(shí)間。通常登將輸出電壓由低電平跳變優(yōu)到高電平時(shí)五的傳輸諒延遲時(shí)桌間記作tPLH，把輸出電坐壓由高電平跳變振到低電平時(shí)的稻傳輸延遲皆時(shí)間記作tPHL。3.5.稿4T吵TL反相姓器的動(dòng)態(tài)瓦特性(了解、刮自學(xué))在74蒜系列門府電路中昂，由于災(zāi)輸出級(jí)格的T5管導(dǎo)通時(shí)丹工作在深汁度飽和狀隆態(tài)，所以囑它從導(dǎo)通首轉(zhuǎn)換為截件止時(shí)(對(duì)繞應(yīng)于輸出英由低電平河跳變?yōu)楦叱痣娖綍r(shí))鹿的開關(guān)時(shí)前間較長(zhǎng)，計(jì)致使tPLH略大于tPHL。因?yàn)閭鬏斨e延遲時(shí)間轟和電路的蘋許多分布佩參數(shù)有關(guān)嘗，不易準(zhǔn)顯確計(jì)算，離所以tPLH和tPHL的數(shù)值最煩后都是通鋪過(guò)實(shí)驗(yàn)方自法測(cè)定的棍。這些參橋數(shù)可以從棵產(chǎn)品手冊(cè)陳上查出。定義方法勉：二.交謊流噪聲基容限輸入信號(hào)香為接近門疼電路傳輸筋延遲時(shí)間順的窄脈沖任時(shí)，使輸矮出狀態(tài)改劃變所需要濾的脈沖幅奴度將遠(yuǎn)大悠于信號(hào)為延直流時(shí)所反需要的信活號(hào)變化幅釋度。由于TT后L電路中慕存在三極事管的開關(guān)枝時(shí)間和分女布電容的刻充放電過(guò)徹程，因而偏輸入信號(hào)舌狀態(tài)變化漫時(shí)必須有農(nóng)足夠的變暗化幅度和扮作用時(shí)間座才能使輸崖出狀態(tài)改啄變。門電路對(duì)斤這類窄脈拋沖的噪聲遷容限——交流噪聲波容限高于直柏流噪聲肢容限。絕大多數(shù)惑的TTL亡門電路傳捐輸延遲時(shí)端間都在5債0ns以帶內(nèi)，所以極當(dāng)輸入脈歇沖的寬度映達(dá)到微妙徑的數(shù)量級(jí)叛時(shí)，在信剛號(hào)作用時(shí)駛間內(nèi)電路另已達(dá)到穩(wěn)沾態(tài)，應(yīng)將嚷輸入信號(hào)五按直流信鳴號(hào)處理。三.電源禾的動(dòng)態(tài)尖歉峰電流電源尖峰悲電流的影匪響：電源兇平均電流膽增加；多執(zhí)個(gè)門電路雁同時(shí)轉(zhuǎn)換螺工作狀態(tài)址時(shí)尖峰電榜流的數(shù)值舍很大，形智成一個(gè)系瓣統(tǒng)內(nèi)部的馬噪聲源。在穩(wěn)定棗狀態(tài)下障，輸出攪電平不姿同時(shí)它個(gè)從電源削所取的兇電流也北不一樣找。當(dāng)輸出椒電壓由開低電平屢突然變樹成高電羅平的過(guò)欺渡過(guò)程帆中，由燙于T5原來(lái)工臘作在深斑度飽和伸狀態(tài)，閣所以T4的導(dǎo)通垮必然先避于T5的截止落，這樣鐮就出現(xiàn)槽了短時(shí)庭間內(nèi)T4和T5同時(shí)導(dǎo)桐通的狀喇態(tài)，有霧很大的司瞬時(shí)電涉流流經(jīng)瀉T4和T5，使電帶源電流齡出現(xiàn)尖薦峰脈沖表。當(dāng)輸出電滲壓由高電若平突然變酒成低電平忽的過(guò)程中瘡，也有一赤個(gè)不大的叉電源尖峰泳電流出現(xiàn)癥?？珊雎阅?。TTL箏反相器殃的電源壞動(dòng)態(tài)尖得峰電流作業(yè)(四宗)：P1陷25犧題：2.嫂1(b)喊、2.4作業(yè)(孝五)：協(xié)P15寇4罵題：3錯(cuò).12雨、3.啄161、TTL與失非門3.5.茄5其編它類型的TTL門電路多發(fā)射極誕三極管結(jié)陜構(gòu)一、其它邏輯古功能的門桃電路①輸入信撥號(hào)不全為斬1：如vA=0.圍2V，vB=3.4動(dòng)V3.4V0.2V則vB1=0.控2+0攤.7=著0.9忙V，T2、T5截止，T4導(dǎo)通輸出端修的電位鎮(zhèn)為：輸出Y為高電平灣。vY=5-vR2-vD3-Vbe43.4起V0.9VvB13.4V3.4V②輸入信治號(hào)全為1沾：如vA=vB=3.4爺V，則vB1=2.蹄1V，T2、T5導(dǎo)通，T4截止，源輸出端慌的電位蝴為：vY=VCES＝0.玩2V輸出Y為低電平簽。2.1VvB1功能表真值表邏輯表達(dá)芒式輸入有際低，輸侮出為高醋；輸入暴全高，廉輸出為惕低。74LS正00內(nèi)含推4個(gè)2輸?shù)羧肱c非門問(wèn)，74L輕S20內(nèi)騎含2個(gè)4槍輸入與非儲(chǔ)門。說(shuō)明：在計(jì)算與非門每個(gè)輸入不端的輸入蛇電流時(shí)，暈應(yīng)根據(jù)輸搶入端的不貴同工作狀僅態(tài)區(qū)別對(duì)培待。在把甚兩個(gè)輸入誕端并聯(lián)使用時(shí)余，低電扭平輸入筒電流仍你可按下習(xí)式計(jì)算疼：與反相器攻相同。而輸入鐘端接高電詞平時(shí)，e1和e2分別為比兩個(gè)倒哄置三極箱管的等制效集電捉極，所津以總的輸入炒電流為單朽個(gè)輸入端帆的高電平挪輸入電流婦的兩倍。如果輸蹤蝶入端一個(gè)降接高電平透一個(gè)接低態(tài)電平，則竄低電平輸忠入電流與拔反相器基獵本相同，檔而高電平餅輸入電流掌比反相器乏的略大一洋些。①A、B中只要有威一個(gè)為1駁，即高電丘平，如A＝1，奴則iB1就會(huì)經(jīng)過(guò)T1集電結(jié)流軟入T2基極，剃使T2、T5飽和導(dǎo)通圍，輸出為春低電平，舟即Y＝0。②A＝B＝0時(shí)，iB1、i'B1均分別徒流入T1、T'1發(fā)射極，嘴使T2、T'2、T5均截止，T4導(dǎo)通，輸構(gòu)出為高電瞧平，即Y＝1。2、TTL或供非門說(shuō)明：由于或識(shí)非門的董輸入端藍(lán)和輸出蚊端電路祝結(jié)構(gòu)與跪反相器芝相同，紐奉所以輸扛入特性衣和輸出燒特性也圍和反相雞器一樣閱。在將蟻兩個(gè)或摧輸入端拋并聯(lián)時(shí)穩(wěn)，無(wú)論淚高電平炎輸入電竊流還是況低電平把輸入電鴿流，都院是單個(gè)存輸入端枯輸入電閘流的兩圈倍。①A和B都為高電田平（T2導(dǎo)通）吳、或C和D都為高電渴平（T'2導(dǎo)通）時(shí)豎，T5飽和導(dǎo)晚通、T4截止，輸困出Y=0。②A和B不全為影高電平遭、并且C和D也不全為瀉高電平（T2和T'2同時(shí)截般止）時(shí)挖，T5截止、T4飽和導(dǎo)通量，輸出Y=1。3、TTL鎖與或非明門4、TTL芒異或門異或門異或的譽(yù)關(guān)系可釣以通過(guò)與門和或非門的組合吐電路來(lái)值實(shí)現(xiàn)。若A、B同時(shí)為高韻，則T6、T9導(dǎo)通T8截止，們輸出為載低。反秩之，若A、B同時(shí)為夾低，則T4、T5截止，T7、T9導(dǎo)通T8截止，且輸出為豆低。電路圖間：當(dāng)A、B一高一低口時(shí)，T1飽和T6截止。T4、T5中一個(gè)導(dǎo)顧通，T7截止。T6、T7同時(shí)截止親后，T8導(dǎo)通T9截止，棋輸出為嶺高。因此，Y和A、B間為異或關(guān)系，即虛線以右辯部分和或非門的倒相級(jí)賣、輸出級(jí)河相同，只匹要T6、T7其一為禿高，都象使T8截止、隆T9導(dǎo)通，輸掌出為低。與門或門與門、或門電路是潮在與非門、或非門電路的基捷礎(chǔ)上于電滑路內(nèi)部增根加一級(jí)反脅相級(jí)所構(gòu)竊成的。因撲此，與門、或門的輸入電辰路及輸出解電路和與非門、或非門的相同搶。

推挽輸出結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：輸出電阻小。缺點(diǎn)：輸出端不能并聯(lián)使用。若輸出一高一低，則輸出端并聯(lián)后必然有很大的負(fù)載電流同時(shí)流過(guò)這兩個(gè)門的輸出級(jí)。這個(gè)電流值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常工作電流，可能使門電路損壞。推挽式砌輸出級(jí)他的門電絹路中，否電源確建定輸出墊高電平巡壽就確定天。無(wú)法悔滿足對(duì)年不同輸之出高低馳電平的監(jiān)需要?，F(xiàn)此外，堤推挽式昌電路結(jié)彈構(gòu)也不鉗能滿足疊驅(qū)動(dòng)較亡大電流錢，較高科電壓負(fù)牽載的要墳求?？朔闲g(shù)述局限其性的方油法就是溉把輸出嶄級(jí)改為勇集電極垮開路的偶三極管獄結(jié)構(gòu)，造做成集模電極開棕路的門別電路(丙Ope晃nC梁oll色ect低or俘Gat偷e),舌簡(jiǎn)稱O聰C門。二、集電極毫開路輸擁出的門先電路同(OC述門)門電路在前工作時(shí)需易外接負(fù)載涉電阻和電確源。只要濾電阻值和知電源電壓俗值選擇得潑當(dāng)，就能禿使輸出的皺高低電平乘符合要求府，輸出端臨三極管的英負(fù)載電流羽又不過(guò)大虛。①A、B不全為1滔時(shí)，vB1=0.暈9V，T2、T5截止，Y1=1。接入外季接電阻RL后：②A、B全為1時(shí)窮，vB1=2.1筐V，T2、T5飽和導(dǎo)吩通，Y1=0。OC門并聯(lián)達(dá)輸出實(shí)陪例

同理故：若將Y1、Y2兩條輸出恒線接成線與結(jié)構(gòu)，則Y1、Y2有一個(gè)旦是低電柳平，Y就是低電睬平。只有Y1、Y2同時(shí)為這高電平夾時(shí)Y才是高姜電平。播即：Y=Y1·Y2。因此將泡兩個(gè)O饞C結(jié)構(gòu)正的與非刺門線與刻連接即揀可得到與或非歪門。由于T5和T'5同時(shí)截止鄙時(shí)輸出的企高電平為VOH=VCC2，而VCC2的電壓數(shù)哥值可以不主同于門電隔路本身的霸電源VCC1，所以猜只要根串據(jù)要求爪選擇VCC2的大小消，就可柱以得到供所需的VOH值。說(shuō)明：另外，有發(fā)些OC門醉的輸出管臭設(shè)計(jì)的尺坑寸較大，黎足以承受疲較大電流旱和較高電迫壓。如S盒N740膜7輸出管費(fèi)允許的最耐大負(fù)載電伯流為40負(fù)mA，截折止時(shí)耐壓突30V，家足以直接兼驅(qū)動(dòng)小型郵繼電器。OC門外示接負(fù)載電驚阻的計(jì)算周方法OC門餐與OD蹲門外接框負(fù)載電準(zhǔn)阻的計(jì)統(tǒng)算方法秋基本相壩同。唯一不同落的一點(diǎn)是私在多個(gè)負(fù)腥載門輸入包端并聯(lián)的化情