《数字电路与数字逻辑》第三章

1,3.地位,第3章集成逻辑门电路,一、逻辑门电路,1.概念,2.发展,2,二、数字集成电路的分类,1.按集成度,SSIMSILSIVLSI,3,74/54AC/ACT,2.按制造工艺,双极型,TTLECLI2L,MOS型,PMOSNMOSCMOS,4000,54/74AS,54/74,54/74H,54/74S,54/74LS,54/74ALS,54/74HC/HCT,54/74FAST,Bi-CMOS型,4,TTL、CMOS集成逻辑门的基本结构、工作原理和外部特性（包括逻辑功能和外部电气特性）。,3.本章内容,5,第一节分立元件门电路,结论：F=AB,一、二极管“与门”电路,二极管为理想的,6,结论：F=A+B,二、二极管“或门”电路,二极管“或门”电路,二极管为理想的,7,三、“非”门电路（反相器）,1.三极管开关特性,(1)截止条件：e结反偏，c结反偏,(2)饱和条件：e结正偏，c结正偏；,在数字电路中，只利用截止区（关态）和饱和区（开态）,8,图3.1.1三极管开关电路,9,图3.1.2三极管截止和饱和时的等效电路,10,ton、toff限制了电路的最高工作速度。,(3)三极管瞬时开关特性,ton（开启时间）、toff（关闭时间）,11,图3.1.3三极管瞬时开关特性,12,13,2.三极管反相器,(1)工作原理,图3.1.4三极管反相器电路,14,(2)负载能力,负载,灌电流负载,(三极管处于临界饱和且满足ICM要求）,拉电流负载,若ICSICM则,若ICSICM则,(iD=0),最大灌电流的确定：,最大拉电流的确定：,15,16,(a)灌电流负载等效图,17,图3.1.5负载等效电路,18,第二节TTL门电路,一、典型TTL与非门,1.电路结构:,输入级、中间级、输出级,19,(a)电路,（b）逻辑符号,图3.2.1典型TTL与非门,20,图3.2.2T1结构及输入级逻辑等效电路,21,2.工作原理：,设UIH=3.4VUIL=0.2VUon=0.7VVCC=5V,(1)A=B=1,(2)A=0,B=1,Y=0开态,Y=1关态,(3)A=1,B=0,Y=1关态,(4)A=0,B=0,Y=1关态,22,3.TTL与非门的主要外部特性,(1)电压传输特性,图3.2.3TTL与非门电压传输特性,23,ab段（截止区）：uI0.6V,T1深饱和,uB20.7V,uO=3.4V,cd段（转折区）：1.3VuI1.5V,T2放大饱和,T5放大饱和,阀值电压（开启电压)UT=1.4V,bc段（线性区）：0.6VuI1.3V,T2放大，T5截止,结论：UI=0.2V时，T1深饱和,24,de段（饱和区）：1.5VuI，T2、T5饱和，,结论：UI=3.4V时，T1倒置放大。,uO=0.2V,25,阀值电压：UT=1.4V,关门电平、开门电平及噪声容限,主要静态参数：,输出逻辑高电平和低电平,标准值合格值,高电平UOH,3.4V,2.4V,0.2V,0.4V,低电平UOL,26,2.4,Uoff,Uon,0.4,0.8V,2.0V,27,UNH,UNL,图3.2.4输入端噪声容限示意图,28,(2)输入特性,29,(b)测试电路,输入短路电流：IIS=-1.07mA,图3.2.5输入特性曲线,输入漏电流：IIH=IB1(0.01)约为40A,3