L集成逻辑门电路1.ppt

1,3.1 概述,3.1.1获得高低输出电平的原理电路,高电平的电压范围：1.8-5V,低电平的电压范围：0-0.8V,3.1.2正逻辑和负逻辑,正逻辑,负逻辑,2,3.2 半导体二极管逻辑门电路,3.2.2 二极管与门电路,将几个输入端并联使用时，总的输入低电平电流与使用单个输入端的输入低电平电流基本相等。,输入低电平电流,3.2.1 二极管的开关特性,3,将几个输入端并联使用时，总的输入高电平电流将按并联输入端的数目加倍。,输入高电平电流,3.2.3 二极管或门电路,4,截止：,vi,0.7v,iB0,iC0,vo ,VCC,放大：,vo=vce=VCC - iCRC,vi,0.7v,iB 0,iC= iB,饱和：,vi,0.7v,iB 0,vo=vces 0.3v,iB IBS,IBS=(VCC 0.3)/RC,2晶体管的动态特性,3.4.1 晶体三极管的开关特性,1. 晶体三极管的工作状态,3.4 TTL集成逻辑门电路,5,内部结构,3.4.2 TTL与非门工作原理(难点，一般了解),6,1、任一输入为低电平（0.3V）时,1V,不足以让 T2、T5导通,7,1、任一输入为低电平（0.3V）时,1V,uo=5-uR2-ube3-ube43.6V高电平！,8,2、输入全为高电平（3.6V）时,电位被嵌 在2.1V,全反偏,1V,9,2、输入全为高电平（3.6V）时,全反偏,uF=0.3V,此电路,10,3.4.3TTL与非门的电气特性,集成电路对使用者来说是极为方便的，特别是中、大规模集成电路，使用者可以不必了解内部结构和工作原理，只要从手册中查出该电路的真值表、引脚功能图和电参数就能合理的使用该集成电路。（以7400系列与非门为例）,UCC,GND,11,1、电压传输特性,描述输入电位取不同值时输出电位相应的变化规律,UOH,(3.6V),UOL,(0.3V),传输特性曲线,输 出 高 电 平,输出低电平,12,2、输入输出高、低电平,（1）输出高电平UOH ：,UOH 是电路输出逻辑“1”对应的输出电平，典型值是3.6V，最小值UOH(min)是2.4V,（2）输出低电平UOL ：,UOL 是电路输出逻辑“0”对应的输出电平，典型值是0.3V，最大值UOL(max)是0.4V,&,13,（3）输入高电平UIH ：,UIH 是与输入逻辑“1”对应的输入电平，典型值是3.6V，最小值UIH(min)是1.8V,开门电平UON,（4）输入低电平UIL ：,UIL 是与输入逻辑“0”对应的输入电平，典型值是0.3V，最大值UIL(max)是0.8V,关门电平UOFF,14,2.4V,1.8V,0.4V,0.8V,15,低电平噪声容限为：UNL=UIL(max)UOL(max),高电平噪声容限为： UNH=UOH(min)UIH(min),3、 噪声容限：,=0.80.4=0.4V,=2.41.8=0.6V,当前一级输出高电平的最小值仍能够满足后级输入高电平的最小值时,16,4、输入端负载特性,Ri Ron ，与非门导通，输出低电平 Ron：开门电阻,RiRoff，与非门截止，输出高电平 Roff：关门电阻,Ron的典型值为1.8k,Roff的典型值为0.8k,输入端悬空？,悬空相当于逻辑1,17,5、负载能力(难点、必须重点掌握),前后级之间电流的联系,IOH,输出低电平电流,对于后级门来说有哪些电流？,输入低电平电流,IIL,输入高电平电流,IIH,对于前级门来说有哪些电流？,IOL,输出高电平电流,18,(1)、输入低电平电流IIL,IIL是输入低电平时流出输入端的电流，亦称输入端短路电流 。,产品规定最大值IIL(max)=1.6mA,19,(2)、输出低电平电流IOL,IOL：输出低电平时流入输出端的电流,产品规定最大值IOL(max)=16mA,称为带灌电流负载的能力。,20,1 1 1,0,IOL,设有N个负载,IOL=,N IIL,设IOL(max)=16 mA, IIL=1.5mA,NOL=,IOL(max)/ IIL,=16/1.5=10.7,扇出系数,21,(3)、输入高电平电流IIH,IIH：为输入高电平时流入输入端的电流。,产品规定最大值IIH(max)= 40uA,22,(4).输出高电平电流IOH,IOH：输出高电平时流出输出端的电流,产品规定最大值IOH(max)= 0.4mA,称为带拉电流负载的能力。,23,&,&,&,1 0 1,1,IOH,设有N个负载,IOH=,N IIH,设 IOH(max)=0.4 mA, IIH=20A,NOH=,IOH(max)/ IIH,=0.4 mA /20 A =20,NO=min(NOH, NOL) =10,24,25,6、工作速度(平均传输延迟时间)与功耗,tpHL,tpLH,(1)平均传输时间,*(2) 空载导通功耗:,*(3) 空载截止功耗:,26,TTL与非门IOL(max)=16mA , IOH (max) =0.4mA,27,已知TTL与非门IOL(max)=15mA，IOH(max)=400A。 输出高电平UOH=3.6V, 输出低电平UOL=0.3V； 发光二极管正向导通压降VD=2V，工作电流ID=510 mA；三极管的VBES=0.7V，VCES=0.3V, =50。三极管工作在饱和状态时，计算RB的取值范围。,P106 3.14,28,IB=(UOH-0.7)/RB=(3.6-0.7)