康华光数电第五版PPT课件.ppt

逻辑真值表 3 采用输入级以提高工作速度 当TTL反相器 I由3 6V变0 2V的瞬间 T2 T3管的状态变化滞后于T1管 仍处于导通状态 T1管Je正偏 Jc反偏 T1工作在放大状态 T1管射极电流 1 1 iB1很快地从T2的基区抽走多余的存储电荷 从而加速了输出由低电平到高电平的转换 4 采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力 当 O 0 2V时 当输出为低电平时 T4截止 T3饱和导通 其饱和电流全部用来驱动负载 a 带负载能力 当 O 3 6V时 O由低到高电平跳变的瞬间 CL充电 其时间常数很小使输出波形上升沿陡直 而当 O由高变低后 CL很快放电 输出波形的下降沿也很好 T3截止 T4组成的电压跟随器的输出电阻很小 输出高电平稳定 带负载能力也较强 输出端接负载电容CL时 b 输出级对提高开关速度的作用 1 TTL与非门电路 多发射极BJT 3 2 4TTL逻辑门电路 TTL与非门电路的工作原理 任一输入端为低电平时 TTL与非门各级工作状态 当全部输入端为高电平时 输出低电平 输出高电平 2 TTL或非门 若A B中有一个为高电平 若A B均为低电平 T2A和T2B均将截止 T3截止 T4和D饱和 输出为高电平 T2A或T2B将饱和 T3饱和 T4截止 输出为低电平 逻辑表达式 vOH vOL 输出为低电平的逻辑门输出级的损坏 3 2 5集电极开路门和三态门电路 1 集电极开路门电路 a 集电极开路与非门电路 b 使用时的外电路连接 C 逻辑功能 OC门输出端连接实现线与 2 三态与非门 TSL 当CS 3 6V时 三态与非门真值表 当CS 0 2V时 特点 功耗低 速度快 驱动力强 3 2 6BiCMOS门电路 I为高电平 MN M1和T2导通 MP M2和T1截止 输出 O为低电平 工作原理 M1的导通 迅速拉走T1的基区存储电荷 M2截止 MN的输出电流全部作为T2管的驱动电流 M1 M2加快输出状态的转换 I为低电平 MP M2和T1导通 MN M1和T2截止 输出 O为高电平 T2基区的存储电荷通过M2而消散 M1 M2加快输出状态的转换电路的开关速度可得到改善 M1截止 MP的输出电流全部作为T1的驱动电流 3 5 1正负逻辑问题 3 5逻辑描述中的几个问题 3 5 2基本逻辑门的等效符号及其应用 3 5 1正负逻辑问题 1 正负逻辑的规定 正逻辑 负逻辑 3 5逻辑描述中的几个问题 正逻辑体制 将高电平用逻辑1表示 低电平用逻辑0表示 负逻辑体制 将高电平用逻辑0表示 低电平用逻辑1表示 与非门 采用正逻辑 或非门 采用负逻辑 与非 或非 2 正负逻辑等效变换 与 或 非 非 3 5 2基本逻辑门电路的等效符号及其应用 1 基本逻辑门电路的等效符号 与非门及其等效符号 系统输入信号中 有的是高电平有效 有的是低电平有效 低电平有效 输入端加小圆圈 高电平有效 输入端不加小圆圈 或非门及其等效符号 逻辑门等效符号的应用 利用逻辑门等效符号 可实现对逻辑电路进行变换 以简化电路 能减少实现电路的门的种类 end 控制电路 逻辑门等效符号强调低电平有效 如RE AL都要求高电平有效 EN高电平有效 3 6逻辑门电路使用中的几个实际问题 3 6 1各种门电路之间的接口问题 3 6 2门电路带负载时的接口问题 1 驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围 包括高 低电压值 属于电压兼容性的问题 在数字电路或系统的设计中 往往将TTL和CMOS两种器件混合使用 以满足工作速度或者功耗指标的要求 由于每种器件的电压和电流参数各不相同 因而在这两种器件连接时 要满足驱动器件和负载器件以下两个条件 2 驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流 属于门电路的扇出数问题 3 6 1各种门电路之间的接口问题 负载器件所要求的输入电压 VOH min VIH min VOL max VIL max 灌电流 IIL IOL 拉电流 IIH IOH 对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流 驱动电路必须能为负载电路提供足够的驱动电流 驱动电路负载电路 1 VOH min VIH min 2 VOL max VIL max 驱动电路必须能为负载电路提供合乎相应标准的高 低电平 2 CMOS门驱动TTL门 VOH min 4 9VVOL max 0 1V TTL门 74系列 VIH min 2VVIL max 0 8V IOH max 0 51mA IIH max 20 A VOH min VIH min VOL max VIL max 带拉电流负载 输出 输入电压 带灌电流负载 CMOS门 4000系列 IOL max 0 51mA IIL max 0 4mA 例用一个74HC00与非门电路驱动一个74系列TTL反相器和六个74LS系列逻辑门电路 试验算此时的CMOS门电路是否过载 VOH min VIH min VOL max VIL max 总的输入电流IIL total 1 6mA 6 0 4mA 4mA 灌电流情况 拉电流情况 74HC00 IOH max 4mA74系列反相器 IIH max 0 04mA74LS门 IIH max 0 02mA 总的输入电流IIH total 0 04mA 6 0 02mA 0 16mA 74HC00 IOL max 4mA74系列反相器 IIL max 1 6mA74LS门 IIL max 0 4mA 驱动电路能为负载电路提供足够的驱动电流 3 TTL门驱动CMOS门 如74HC 式2 3 4 都能满足 但式1VOH min VIH min 不满足 IO TTL输出级T3截止管的漏电流 1 用门电路直接驱动显示器件 3 6 2门电路带负载时的接口电路 门电路的输入为低电平 输出为高电平时 LED发光 当输入信号为高电平 输出为低电平时 LED发光 解 LED正常发光需要几mA的电流 并且导通时的压降VF为1 6V 根据附录A查得 当VCC 5V时 VOL 0 1V IOL max 4mA 因此ID取值不能超过4mA 限流电阻的最小值为 例3 6 2试用74HC04六个CMOS反相器中的一个作为接口电路 使门电路的输入为高电平时 LED导通发光 2 机电性负载接口 用各种数字电路来控制机电性系统的功能 而机电系统所需的工作电压和工作电流比较大 要使这些机电系统正常工作 必须扩大驱动电路的输出电流以提高带负载能力 而且必要时要实现电平转