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（2-1）,电子技术,第二章门电路,数字电路部分,（2-2）,第二章门电路,2.1概述2.2分离元件门电路2.3TTL与非门2.4其它类型的TTL门电路2.5MOS门电路,（2-3）,2.1概述,门电路的作用：是用以实现逻辑关系的电子电路，与基本逻辑关系相对应。,门电路的主要类型：与门、或门、与非门、或非门、异或门等。,门电路的输出状态与赋值对应关系：,正逻辑：高电位对应“1”；低电位对应“0”。,混合逻辑：输入用正逻辑、输出用负逻辑；或者输入用负逻辑、输出用正逻辑。,一般采用正逻辑,负逻辑：高电位对应“0”；低电位对应“1”。,（2-4）,在数字电路中，对电压值为多少并不重要，只要能判断高低电平即可。,K开-VO输出高电平，对应“1”。K合-VO输出低电平，对应“0”。,（2-5）,门(电子开关),满足一定条件时，电路允许信号通过开关接通。,开门状态：,关门状态：,条件不满足时，信号通不过开关断开。,（2-6）,开关作用,二极管,反向截止：,开关接通,开关断开,三极管（C,E),饱和区：,截止区：,开关接通,开关断开,正向导通：,（2-7）,三极管的开关特性：,（2-8）,2.2分离元件门电路,一、二极管与门,逻辑变量,逻辑函数,(uD=0.3V),（2-9）,逻辑式：F=AB,逻辑符号：,（2-10）,二、二极管或门,（2-11）,逻辑式：F=A+B,逻辑符号：,（2-12）,三、三极管非门,嵌位二极管,（2-13）,逻辑式：,逻辑符号：,（2-14）,四、与非门,逻辑式：,逻辑符号：,（2-15）,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：,采用类似的方法还可以构成或非门、异或门等。,（2-16）,2.3TTL与非门,数字集成电路：在一块半导体基片上制作出一个完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。使用时接：电源、输入和输出。数字集成电路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价格便宜的特点。,TTL型电路：输入和输出端结构都采用了半导体晶体管，称之为:TransistorTransistorLogic。,（2-17）,100个以下：小规模集成电路(SmallScaleIntegration:SSI),几百个：中规模集成电路（MediumScaleIntegration:MSI),几千个：大规模集成电路（LargeScaleIntegration:LSI),一万个以上：超大规模集成电路（VeryLargeScaleIntegration:VLSI),名称,（2-18）,2.3.1TTL与非门的基本原理,一、结构,（2-19）,输入级,输出级,中间级,T1多发射极晶体管：实现“与”运算。,（2-20）,“非”,与非门,输出级,“与”,（2-21）,1.任一输入为低电平（0.3V）时,0.7V,不足以让T2、T5导通,二、工作原理,（2-22）,0.7V,uo=5-uR2-ube3-ube43.4V高电平！,逻辑关系：任0则1。,（2-23）,电位被嵌在2.1V,全反偏,1V,2.输入全为高电平（3.4V）时,（2-24）,全反偏,uF=0.3V,逻辑关系：全1则0。,（2-25）,一、电压传输特性,2.3.2TTL与非门的特性和技术参数,（2-26）,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,输出低点平,（2-27）,1.输出高电平UOH、输出低电平UOL,UOH2.4VUOL0.4V便认为合格。,典型值UOH=3.4VUOL=0.3V。,2.阈值电压UT,uiUT时，认为ui是高电平。,UT=1.4V,（2-28）,二、输入、输出负载特性,1.前后级之间电流的联系,分两种情况讨论：（1）前级输出为高电平时（2）前级输出为低电平时,（2-29）,前级输出为高电平时,前级,后级,级间电流：流出前级，记为IOH（拉电流）。,拉电流能力：维持UOH时，所允许的最大拉电流值。,（2-30）,前级输出为低电平时,前级,后级,级间电流：流入前级，记为IOL，约1.4mA。称为灌电流。,（2-31）,灌电流的计算,（2-32）,有关电流的技术参数,（2-33）,2.扇出系数,扇出系数：与非门电路输出能驱动同类门的个数。,前级输出为高电平时：,（2-34）,前级输出为低电平时：,（2-35）,3.输入端通过电阻R接地,问题：这时，输入是“1”还是“0”？,（2-36）,R较小时：uiUT，T2不导通，输出高电平。,R增大时：Ruiui=UT时，输出低电平。,（2-37）,计算临界电阻值：,即：当R1.45k时，可以认为输入为“1”；当RUT导通,有源负载,(非线性电阻),（2-54）,2.5.2CMOS反相器,CMOS电路,工作原理：,ui=0时：ugs2=UCC，T2导通、T1截止，uo=“”；ui=1时：T1导通、T2截止，uo=“0”。,Complementary-SymmetryMOS互补对称式MOS,T1:ONT2:OFF,OFFON,（2-55）,2.5.3CMOS与非门,工作原理:,001,0