清华大学数字电子技术基础教程4-组合逻辑电路12.ppt

第二章 门电路,2.1 概述 2.2 半导体二极管和三极管的开关特性 2.3 最简单的与、或、非门电路 2.4 TTL门电路 2.5 其它类型的双极型数字集成电路 2.6 CMOS门电路 2.7 其它类型的MOS集成电路 2.8 TTL电路与CMOS电路的接口,返回,2.1 概述,图2.1.1 获得高、低电平的基本原理 图2.1.2 正逻辑与负逻辑,返回,图2.1.1 获得高、低电平的基本原理,返回,图2.1.2 正逻辑与负逻辑,返回,2.2 半导体二极管和三极管的开关特性（一）,图2.2.1 二极管开关电路 图2.2.2 二极管的伏安特性 图2.2.3 二极管伏安特性的几种近似方法 图2.2.4 二极管的动态电流波形 图2.2.5 双极型三极管的两种类型 (a)NPN型 (b)PNP型 图2.2.6 双极型三极管的特性曲线 (a)输入特性曲线 (b)输出特性曲线 图2.2.7 双极型三极管的基本开关电路 图2.2.8 用图解法分析图2.2.7电路 (a)电路图 (b)作图方法 图2.2.9 双极型三极管的开关等效电路 (a)截止状态 (b)饱和导通状态 图2.2.10 双极型三极管的动态开关特性,返回,下页,2.2 半导体二极管和三极管的开关特性（二）,图2.2.11 MOS管的结构和符号 图2.2.12 MOS管共源接法及其输出特性曲线 (a)共源接法 (b)输出特性曲线 图2.2.13 MOS管的转移特性 图2.2.14 MOS管的基本开关电路 图2.2.15 MOS管的开关等效电路 (a)截止状态 (b)导通状态 图2.2.16 P沟道增强型MOS管 图2.2.17 P沟道增强型MOS管的漏极特性 图2.2.18 用P沟道增强型MOS管接成的开关电路 图2.2.19 N沟道耗尽型MOS管的符号 图2.2.20 P沟道耗尽型MOS管的符号,返回,上页,图2.2.1 二极管开关电路,返回,图2.2.2 二极管的伏安特性,返回,图2.2.3 二极管伏安特性的几种近似方法,返回,图2.2.4 二极管的动态电流波形,返回,图2.2.5 双极型三极管的两种类型 (a)NPN型 (b)PNP型,返回,图2.2.6 双极型三极管的特性曲线 (a)输入特性曲线 (b)输出特性曲线,返回,图2.2.7 双极型三极管的基本开关电路,返回,图2.2.8 用图解法分析图2.2.7电路 (a)电路图 (b)作图方法,返回,图2.2.9 双极型三极管的开关等效电路 (a)截止状态 (b)饱和导通状态,返回,图2.2.10 双极型三极管的动态开关特性,返回,图2.2.11 MOS管的结构和符号,返回,图2.2.12 MOS管共源接法及其输出特性曲线 (a)共源接法 (b)输出特性曲线,返回,图2.2.13 MOS管的转移特性,返回,图2.2.14 MOS管的基本开关电路,返回,图2.2.15 MOS管的开关等效电路 (a)截止状态 (b)导通状态,返回,图2.2.16 P沟道增强型MOS管,返回,图2.2.17 P沟道增强型MOS管的漏极特性,返回,图2.2.18 用P沟道增强型MOS管接成的开关电路,返回,图2.2.19 N沟道耗尽型MOS管的符号,返回,图2.2.20 P沟道耗尽型MOS管的符号,返回,2.3 最简单的与、或、非门电路,图2.3.1 二极管与门 图2.3.2 二极管或门 图2.3.3 三极管非门（反相器） 图2.3.4 图2.3.3电路的化简,返回,图2.3.1 二极管与门,返回,图2.3.2 二极管或门,返回,图2.3.3 三极管非门（反相器）,返回,图2.3.4 图2.3.3电路的化简,返回,2.4 TTL门电路（一）,图2.4.1 TTL反相器的典型电路 图2.4.2 TTL反相器的电压传输特性 图2.4.3 输入端噪声容限示意图 图2.4.4 TTL反相器的输入端等效电路 图2.4.5 TTL反相器的输入特性 图2.4.6 TTL反相器高电平输出等效电路 图2.4.7 TTL反相器高电平输出特性 图2.4.8 TTL反相器低电平输出等效电路 图2.4.9 TTL反相器低电平输出特性 图2.4.10 例 2.4.1的电路 图2.4.11 TTL反相器输入端经电阻接地时的等效电路 图2.4.12 TTL反相器输入端负载特性 图2.4.13 例2.4.2的电路,返回,下页,2.4 TTL门电路（二）,图2.4.14 TTL反相器的动态电压波形 图2.4.15 TTL反相器的交流噪声容限 （a）正脉冲噪声容限（b）负脉冲噪声容限 图2.4.16 TTL反相器电源电流的计算 （a）vOVOL 的情况 （b） vOVOH的情况 图2.4.17 TTL反相器的电源动态尖峰电流 图2.4.18 TTL反相器的电源尖峰电流的计算 图2.4.19 电源尖峰电流的近似波形 图2.4.20 TTL与非门电路 图2.4.21 多发射极三极管（a）结构示意图 （b）符号及等效电路 图2.4.22 TTL或非门电路 图2.4.23 TTL与或非门 图2.4.24 TTL异或门 图2.4.25 推拉式输出级并联的情况 图2.4.26 集电极开路与非门的电路和图形符号,返回,上页,下页,2.4 TTL门电路（三）,图2.4.27 OC门输出并联的接法及逻辑图 图2.4.28 计算OC门负载电阻最大值的工作状态 图2.4.29 计算OC门负载电阻最小值的工作状态 图2.4.30 例 2.4.4 的电路 图2.4.31 三态输出门的电路图和图形符号 （a）控制端高电平有效 （b）控制端低电平有效 图2.4.32 用三态输出门接成总线结构 图2.4.33 用三态输出门实现数据的双向传输 图2.4.34 74H系列与非门（ 74H 00）的电路结构 图2.4.35 抗饱和三极管 图2.4.36 肖特基势垒二极管的结构 图2.4.37 74S系列与非门 (74S 00)的电路结构 图2.4.38 74S系列反相器的电压传输特性 图2.4.39 74LS系列与非门 (74LS 00)的电路结构,返回,上页,图2.4.1 TTL反相器的典型电路,返回,图2.4.2 TTL反相器的电压传输特性,返回,图2.4.3 输入端噪声容限示意图,返回,图2.4.4 TTL反相器的输入端等效电路,返回,图2.4.5 TTL反相器的输入特性,返回,图2.4.6 TTL反相器高电平输出等效电路,返回,图2.4.7 TTL反相器高电平输出特性,返回,图2.4.8 TTL反相器低电平输出等效电路,返回,图2.4.9 TTL反相器低电平输出特性,返回,图2.4.10 例 2.4.1的电路,返回,图2.4.11 TTL反相器输入端经电阻接地 时的等效电路,返回,图2.4.12 TTL反相器输入端负载特性,返回,图2.4.13 例2.4.2的电路,返回,图2.4.14 TTL反相器的动态电压波形,返回,图2.4.15 TTL反相器的交流噪声容限,（a）正脉冲噪声容限,（b）负脉冲噪声容限,返回,图2.4.16 TTL反相器电源电流的计算 （a）vOVOL 的情况 （b） vOVOH的情况,返回,图2.4.17 TTL反相器的电源动态尖峰电流,返回,图2.4.18 TTL反相器电源尖峰电流的计算,返回,图2.4.19 电源尖峰电流的近似波形,返回,图2.4.20 TTL与非门电路,返回,图2.4.21 多发射极三极管 （a）结构示意图 （b）符号及等效电路,返回,图2.4.22 TTL或非门电路,返回,图2.4.23 TTL与或非门,返回,图2.4.24 TTL异或门,返回,图2.4.25 推拉式输出级并联的情况,返回,图2.4.26 集电极开路与非门的电路和图形符号,返回,图2.4.27 OC门输出并联的接法及逻辑图,返回,图2.4.28 计算OC门负载电阻最大值的工作状态,返回,图2.4.29 计算OC门负载电阻最小值的工作状态,返回,图2.4.30 例 2.4.4 的电路,返回,图2.4.31 三态输出门的电路图和图形符号 （a）控制端高电平有效 （b）控制端低电平有效,返回,图2.4.32 用三态输出门接成总线结构,返回,图2.4.33 用三态输出门实现数据的双向传输,返回,图2.4.34 74H系列与非门(74H 00)的电路结构,返回,图2.4.35 抗饱和三极管,返回,图2.4.36 肖特基势垒二极管的结构,返回,图2.4.37 74S系列与非门 (74S 00)的电路结构,返回,图2.4.38 74S系列反相器的电压传输特性,返回,图2.4.39 74LS系列与非门 (74LS 00)的电路结构,返回,2.5 其它类型的双极型数字集成电路,图2.5.1 ECL或 / 或非门的电路及逻辑符号 图2.5.2 ECL或 / 或非门的