第3章 逻辑门电路

1、北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社RDUDUiRUiVT北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社ACBFU(12V)RDAABCFDBDC北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社RD1ABCYD2D

2、3U（12V）ABCY北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社RCUCC+RBiBiCUCUiUi=0逻辑逻辑0Uc=Ucc逻辑逻辑1Ui=Ucc逻辑逻辑1Uc=Ucs逻辑逻辑0北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社 无电平移动问题无电平移动问题RD1ABCD2D3RCUCCRBiBiCUo+5VABCYABC北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC（5V）AR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3D1、D2起保护作起保

3、护作用：当输入小于用：当输入小于0时，保护时，保护T1。分析时不予考虑分析时不予考虑T1：输入管，：输入管，可看成是背可看成是背靠背的两个靠背的两个二极管二极管T2：可看为：可看为一个反相器一个反相器T4、T5提供推拉式提供推拉式输出结构：静态工输出结构：静态工作时，两个三极管作时，两个三极管只有一个导通，从只有一个导通，从而减小电源电流。而减小电源电流。这种结构也称为图这种结构也称为图腾柱式输出结构腾柱式输出结构D3的存在确保的存在确保T3、T4不能同不能同时导通时导通北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC=5VAR3R1R2R4T1

4、T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3T1管发射结导通管发射结导通VB1=0.3+0.7=1VT2截止截止VB5=0V,T5截止；截止；T4导通导通由于由于iB4很小，很小，VY5-0.7-0.7=3.6V=VoH北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC=5VAR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3VA=VB=UiH=3.6VVB1=3.6+0.7=4.3V三个三个PN结都导通结都导通T2导通, VC2=1V T4截止,T5导通三个三个PN结都结都导通导通,VB1=?VB1=2.1V！北京理工大学 信息

5、与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社电平关系电平关系正逻辑真值表正逻辑真值表负逻辑真值表负逻辑真值表与非门与非门或非门或非门北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC=5VAR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3VAVYVOHV

6、A=0.6VVA=1.3VVA=1.4V阈值电压、阈值电压、门限电平门限电平VT=1.4VVOL北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC（5V）AR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电

7、子工业出版社12VOLMAXVILMAXVIHMINVOHMINVNLVNH=VILMAX-VOLMAX=VOHMIN-VOHMIN噪声容限噪声容限抗干扰能力抗干扰能力北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC=5VAR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3UIIIIIUI-1.1mA40uAVT=1.4VIILIIH北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社BAYUCC=5VR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3RiRON=2KVT=1.4V

8、VB1MAX=2.1VViRMAX=1.4V开门电阻RON2K北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社截止UCC(5V)R4R1R1T4T5T1UCC(5V)T1饱和输出IOL=ICSIILIIL负载北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社T5截止UCC(5V)R4R1R1T4T1UCC(5V)T1导通输出IOH IIHIIH负载R2北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社

9、YBUCC=5VAR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社传输延迟时间00ttuiuo50%50%tpd1tpd2UIMUOMtPHLtPLH北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社0tuo90%UOMtftr10%北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社UCCYT4T5T3T6T2T1ABR1R2R3R4R5R6D1D2cbeSBDebc传输延迟的原因传输延迟的原因?饱和三极管的基区多子泄放

10、需要时间饱和三极管的基区多子泄放需要时间肖特基肖特基(SCHOTTKY )三极管三极管 T6加速加速T5的泄放的泄放T3加速加速T4导通导通R5可泄放可泄放T4的载流子的载流子北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC=5VAR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3原因原因?T4、T5同时导通同时导通北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验

11、中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC=5VAR3R1R2R4T1T2T4T51301.6k4k1kD2D1D3DCR1T1D2D1北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学

12、院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC=5VAR3R1R2T1T2T51.6k4k1kD2D1UCC北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社YBUCC=5VAR3R1R2T1T2T51.6k4k1kD2D1UCCY=Y1Y2Y3北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社VOHILHUCCRLn个个m个个m个个n个门输出全高时,VO=VOHICEOICEOICEOIIHIIHIIH总电流总电流:ILH=n*ICEO+m*IIHVL=RL*ILHVO=UCC-VLVOHMINV

13、O=UCC-RL*ILHVOHMINRL(UCC-VOHMIN)/ILHRL(UCC-VOHMIN)/ (n*ICEO+m*IIH)北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社UCCRLn个个m个个m个个IOLIILILLm*IOLVOL总电流总电流:ILL=IOL-m*IILVL=RL*ILLVO=UCC-VLVOLMAXVO=UCC-RL*ILL(UCC-VOLMAX)/ILLRL(UCC-VOLMAX)/ (IOL-m*IIL)北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工

14、电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社EN=0ABENYAENBUCC(5V)R3R1R2R4T1T2T4T5YDENT4,T5均截止Y相当于悬空,称此时的状态为高阻态ABENY三态门有三个状三态门有三个状态态:0,1,高阻高阻一般三态门有一个一般三态门有一个输入端输入端使能端EN=1北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社总线(Y)A1A2A3EN1EN2EN3G1G2G3三态门构成的单向总线总线(Y)G1D1D2G2ENEN三态门构成的双向总线R/L北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出

15、版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社GDSRDUDDMOS管开关电路VTUGSID北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社GDSRD-UDDPMOS管开关电路VTUGSID北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社VOH=VDD, VOL=0VI=VDD时时: VNGS=VDD, NMOS 导通导通; VPGS=0, PMOS截止截止. 输出输出VO=VSS=0VVI

16、=VSS=0时时: VNGS=0, NMOS 截止截止; VPGS=VDD, PMOS导通导通. 输出输出VO=VDD所以该电路的逻辑功所以该电路的逻辑功能为反相器能为反相器使用时一般将使用时一般将VSS接地接地, VDD接电源正极接电源正极也是推拉式结构也是推拉式结构北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社ABF北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社ABABFF北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁

17、志杰电子工业出版社电子工业出版社ABCDF北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社PPPPPACBDENNNNNBDECVSSVDDF()FA BDCE北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社DCBAFivDCBAFiiiDCBAFiiDCBAFi.).).)DCBAFivDCBAFiiiDCBAFiiCDABFi)()()()北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社GDS

18、RDUDD北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社uI/uOuO/uISWuI/uOuO/uIC北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社SW1SW2ABFA=0SW1 ONF=BA=1SW2 ONF=BF=A B+A B北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社VN=30%VDDMOS管的导通电阻约为400欧PDQMAX=1.25uW北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社VT=50%VDD北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学 信息与电子学院 电工电子教学实验中心 丁志杰电子工业出版社电子工业出版社北京理工大学