第11章 数字集成电路简介

1,第11章数字集成电路简介,内容提要：（1）TTL集成门系列的内部电路结构和工作原理。（2）CMOS集成门系列的内部电路结构和工作原理。（3）使用集成逻辑门所应注意的问题。,2,11.1TTL门电路,主要内容：TTL与非门电路结构及工作原理TTL门电路的灌电流与拉电流工作状态噪声容限TL或非门电路结构及工作原理TTL与或非门电路结构及工作原理集电极开路与非门电路结构及工作原理TTL三态与非门电路结构及工作原理肖特基与非门电路结构及工作原理,3,11.1.1TTL与非门电路,TTL与非门集成电路主要有：74LS00，74LS10，74LS20和74LS30等。典型的TTL与非门电路图,多发射极管T1的二极管等效电路,4,TTL与非门电路的低电平输出工作状态,5,TTL与非门电路的高电平输出工作状态,6,TTL门电路的灌电流工作状态,TTL与非门灌电流负载能力受限于低电平扇出系数,7,TTL门电路的拉电流工作状态,拉电流负载能力受限于高电平扇出系数,8,噪声容限,噪声容限表示门电路所能允许的噪声电平一个门对噪声的灵敏度是由NML（低电平噪声容限）和NMH（高电平噪声容限）来度量的。,9,11.1.2TTL或非门电路,TTL或非门集成电路有74LS02、74LS27等。,10,11.1.3TTL与或非门电路,TTL与或非门集成电路有74LS54、74LS55等。,11,11.1.4集电极开路门与三态门电路,集电极开路的TTL与非门电路有：74LS01、74LS03、74LS12等。,12,OC门输出并联接法：实现了“线与”功能。,13,OC门外接上拉电阻RP的计算方法：,14,15,三态输出门电路,三态输出门是在普通门电路的基础上增加控制电路所形成的。,控制端EN高电平有效,控制端EN低电平有效,16,11.1.5肖特基TTL与非门电路,肖特基箝位晶体管，简称肖特基晶体管。肖特基TTL门电路,17,11.2CMOS门电路,MOS管的电路符号和开关模型CMOS反相器的电路结构和工作原理CMOS与非门的电路结构和工作原理CMOS或非门的电路结构和工作原理CMOS门电路的构成规则,主要内容：,18,11.2.1概述,场效应管的开关模型：场效应管只不过是一个开关，它有无穷大的“断开”电阻和有限的“导通”电阻RonNMOS管符号PMOS管符号,19,11.2.2CMOS非门电路,由NMOS和PMOS两种场效应管组成的逻辑电路称为互补MOS，即CMOS电路。CMOS反相器电路：,CMOS反相器的开关模型,20,1.2.3CMOS与非门电路,CMOS电路特点：互补CMOS结构的上拉和下拉网络互为对偶网络，这意味着在上拉网络中并联的PMOS管相应于在下拉网络中NMOS管的串联。,21,11.2.4CMOS或非门电路,CMOS或非门电路：,22,11.2.5CMOS门电路的构成规则,一个CMOS门是由上拉网络和下拉网络的组合而成的。当逻辑门的输出为逻辑1时，它将提供一条在输出和VDD之间的通路。当逻辑门的输出为逻辑0时，在输出和地之间提供一条通路。上拉网络和下拉网络是以相互排斥的方式构成的下拉网络由NMOS管构成，而上拉网络由PMOS管构成。NMOS管产生“强0”和“弱1”；PMOS管产生“强1”和“弱0”,23,由上拉网络和下拉网络组成的互补逻辑门：一个互补CMOS结构的上拉和下拉网络互为对偶网络，这意味着在上拉网络中并联的PMOS管相应于在下拉网络