[高等教育]电子技术数电第二章 门电路

（2-1）,电子技术,数字电路部分,第二章 门电路,（2-2）,第二章 门电路, 2.1 概述, 2.2 分离元件门电路, 2.3 TTL集成门电路, 2.4 其它类型的TTL门电路, 2.5 MOS门电路,（2-3）,门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与我们所讲过的基本逻辑关系相对应，门电路主要有：与门、或门、与非门、或非门、异或门等。,在数字电路中，一般用高电平代表1、低点平代表0，即所谓的正逻辑系统。, 2.1 概述,（2-4）,只要能判断高低电平即可,K开-Vo=1, 输出高电平K合-Vo=0, 输出低电平,可用三极管代替,（2-5）,三极管的开关特性：,（2-6）,二极管与门,设二极管的饱和压降为0.3伏。, 2.2 分立元件门电路,（2-7）,二极管或门,（2-8）,三极管非门,嵌位二极管,（三极管的饱和压降假设为0.3付）,（2-9）,与非门,（2-10）,1. 体积大、工作不可靠。,2. 需要不同电源。,3. 各种门的输入、输出电平不匹配。,分立元件门电路的缺点,（2-11）,2.3.1 TTL与非门的基本原理,与分立元件电路相比，集成电路具有体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、输出电平匹配，所以早已广泛采用。根据电路内部的结构，可分为DTL、TTL、HTL、MOS管集成门电路等。, 2.3 TTL集成门电路,（2-12）,TTL与非门的内部结构,（2-13）,1. 任一输入为低电平（0.3V）时,1V,不足以让T2、T5导通,（2-14）,1. 任一输入为低电平（0.3V）时,1V,uo=5-uR2-ube3-ube43.4V高电平！,（2-15）,2. 输入全为高电平（3.4V）时,电位被嵌在2.1V,全反偏,1V,（2-16）,2. 输入全为高电平（3.4V）时,全反偏,uF=0.3V,（2-17）,一、电压传输特性,2.3.2 TTL与非门的特性和技术参数,测试电路,（2-18）,UOL,(0.3V),传输特性曲线,UOL,(0.3V),阈值UT=1.4V,理想的传输特性,输出高电平,输出低电平,（2-19）,1. 输出高电平UOH、输出低电平UOL,UOH2.4V UOL 0.4V 便认为合格。,典型值UOH=3.4V UOL 0.3V 。,2. 阈值电压UT,uiUT时，认为ui是高电平。,UT=1.4V,（2-20）,二、输入、输出负载特性,1. 前后级之间电流的联系,（2-21）,前级输出为 高电平时,前级,后级,前级流出电流IOH（拉电流）,（2-22）,前级输出为 低电平时,前级,后级,流入前级的电流IOL 约 1.4mA (灌电流),（2-23）,灌电流的计算,（2-24）,关于电流的技术参数,（2-25）,2. 扇出系数,与门电路输出驱动同类门的个数,前级输出为 高电平时,例如：,（2-26）,前级,前级输出为 低电平时,（2-27）,输出低电平时，流入前级的电流（灌电流）：,输出高电平时，前级流出的电流（拉电流）：,一般与非门的扇出系数为10。,由于IOL、IOH的限制，每个门电路输出端所带门电路的个数，称为扇出系数。,（2-28）,3. 输入端通过电阻R接地的情况,输入端“1”,“0”？,（2-29）,R较小时,R较小时，uiUT 相当输入低电平，所以输出为高电平。,（2-30）,R增大,RuiuiUT时，输入变高，输出变低电平。,R临界=1.45K,（2-31）,1. 悬空的输入端相当于接高电平。,2. 为了防止干扰，可将悬空的输入端接高电平。,说明,（2-32）,4. 平均传输时间,tpd1,tpd2,平均传输时间,（2-33）,2.4.1 集电极开路的与非门（OC门）, 2.4 其它类型的TTL门电路,（2-34）,符号,！,（2-35）,应用时输出端要接一上拉负载电阻RL,（2-36）,1. OC门可以实现“线与”功能,F=F1F2F3,RL,（2-37）,F=F1F2F3?,（2-38）,F=F1F2F3?,所以：F=F1F2F3,（2-39）,2. 负载电阻RL和电源 UCC可以根据情况选择,如RL用继电器线圈（J）替代，可以实现对其它电路的控制。,（2-40）,问题,1. 如何确定上拉电阻RL?（RL(max) RL(min)）,参考：阎石数字电子技术基础P80,2. 一般的TTL与非门能否线与？,参考：杨福生电子技术P320,（2-41）,2.4.2 三态门,E-控制端,（2-42）,（2-43）,（2-44）,&,A,B,F,符号,功能表,（2-45）,&,A,B,F,符号,功能表,（2-46）,三态门主要作为TTL电路与总线间的接口电路,用途：,E1、E2、E3轮流接入高电平，将不同数据（A、B、C）分时送至总线。,（2-47）,2.5.1 MOS反相器,ui=“1”,ui=“0”, 2.5 MOS门电路,（2-48）,实际结构,？,等效结构,（2-49）,2.5.2 CMOS反相器,（2-50