数字电路与数字逻辑第三章3

1、14.三态输出ttl门（ts门）(1)三态输出与非门组成及工作原理（a）控制端高电平有效）控制端高电平有效bavcct4t1t2t5ydp11enenenen &ba国标符号国标符号yenenba曾用符号曾用符号yenen2ba曾用符号曾用符号yenen（b）控制端低电平有效）控制端低电平有效bavcct4t1t2t5ydp1enenenen &ba国标符号国标符号yenen图图3.2.24 3.2.24 三态与非门三态与非门3(2)典型用途构成总线结构图图3.2.25 3.2.25 用三态门构成总线结构用三态门构成总线结构enen 1a1g1enen1 1enen 1a2g2enen2 2e

2、nen 1angnenenn n4双向数据传输图图3.2.26 用三态门实现数据的双向传输用三态门实现数据的双向传输enen 1d0enenenen 1d1总总线线d0/d15例1 写出下图电路的输出表达式。enen 1ab benen 1f1&解：当b=0时，当b=1时，f=a；f=a 。所以，f=ab+aba1a0bf的卡诺图6例2 如下图所示电路、及其输入信号的波形，试画出输出信号p和g的电压波形并写出p的逻辑表达式。enen &ab bp&cdgabcdgp解：当c=0时，当c=1时，p=ab+d 。所以，p=abc+dp=d；7第三节 ecl和i2l门电路简介进一步提高速度而研制的。

3、是ttl、cmos、i2l、ecl电路中工作速度最快的一种。一、ecl门电路原因：ecl门电路中三极管工作在非饱和和浅截止状态；ecl门电路中电阻阻值小，且逻辑摆幅（高、低电平之差）低。82.工作原理3.参数tpd一般为35ns 目前已能减小至0.1ns以内。高电平-0.8v、低电平-1.6v、阀值电压、 噪声容限在0.2v左右；vvt2 . 11.组成电流开关、基准电压源、射极输出器。9vee(5.2v)(a) 电路电路10ba1 qp+baqp(b)国标符号(c)曾用符号图3.3.1 典型ecl或/或非门电路11由于是射极输出，可实现“线或”功能。4.应用ecl电路的产品限于中、小规模集成

4、电路（由于功耗大），主要用于高速，超高速的数字系统和设备当中。（国产ecl电路分为ce10k、ce100k两个系列)y1=a+b+c+dy2=a+b+c+dba1 dc1 y2y1120v-0.8v-1.6v-0.8vp=p1+p2+p3p1p2p3注：13例3 写出下图所示ecl电路的输出表达式 f1 、f2 和 f3 。111f1f2f3abcdefg解：ecl电路的输出端可以并联，实现“线或”功能。f1=a+bf2=c+d+e+f+gf3=a+b+c+d+e+f+g14二、i2l门电路veet1t2bec1c2c3进一步提高集成度而研制的。每个逻辑单元的电路结构非常简单，且功耗低。1.

5、i2l基本逻辑单元的工作原理图3.3.2 i2l基本逻辑单元15(a)或门16图3.3.3 i2l基本门电路(b)或门172.参数高电平0.7v，低电平0.1v； 一般tpd 10ns。3.应用目前i2l电路主要用于制作大规模集成电路的内部逻辑电路（为提高抗干扰能力，接口电路与ttl电平兼容），很少用来制作中、小规模集成电路。18第四节 cmos门电路cmos门电路的特点:cmos反相器（串联互补）、cmos传输门（并联互补）是cmos集成电路的基本组件。制作工艺简单，集成度高；工作电源允许的变化范围大，功耗低；输入阻抗高，扇出系数大；抗干扰能力强。19一、cmos反相器1.电路结构：nmos

6、、pmos管串联互补。 开启电压 分别为utn、utp ，为正常工作，要求：vdd utp + utn2.工作原理设utp= -3v，utn=3v，vdd=10v。(1)uil=0v 20（b）逻辑符号）逻辑符号1ap图3.4.1 cmos反相器 21310onr1291010offrddddonoffoffohvvrrru(2)uih=vdd0olut1 、t2 构成一种推拉式输出。故输出端不能并接实现“线与”功能。223.电压传输特性和电流转移特性图图3.4.2 3.4.2 电压传输特性和电压传输特性和电流转移特性电流转移特性uiidabcde f（b）电流转移特性）电流转移特性ouivd

7、duoutnabcde fututpvddo(a)(a)电压传输特性电压传输特性23 静态参数：ddtvu21噪声容限：uol=0v， uoh=vdd （电压利用率高）在cc4000系列cmos电路的性能指标中规定：在输出高、低电平的变化不大于10%vdd的条件下，输入信号低，高电平允许的最大变化量。24ddoffonvuu21ddddddoloffnlvvvuuu4 .01 .05 .0(max)ddddddonohnhvvvuuu4 .05 .09 .0(min)unhunl1010uiuouoh(min)11uouig1g2输入端噪声容限示意图uol(max)uonuoff254.加电后

8、，cmos器件输入端不能悬空输入电位不定（此时输入电位由保护二极管的反向电阻比来决定），从而破坏了电路的正常逻辑关系；由于输入阻抗高，易接受外界噪声干扰，使电路产生误动作；极易使栅极感应静电，造成栅击穿。26二、其它类型的cmos电路两个反相器的负载管并联，驱动管串联。1.cmos与非门(1)电路结构27&bap（b）逻辑符号）逻辑符号图图3.4.3 cmos与非门与非门28输出阻抗变化大；a b p ro 0 0 1 ron /2 0 1 1 ron 1 0 1 ron 1 1 0 2ron p=a+b存在的缺点：输入端数目，uol ， unl。(2)工作原理29ba1p111图图3.4.4

9、 带缓冲级的带缓冲级的cmos与非门与非门302.cmos 或非门(1)电路结构两个反相器的负载管串联，驱动管并联。(2)工作原理输出阻抗变化大；存在的缺点：输入端数目，uoh， unh。311bap（b）逻辑符号）逻辑符号图图3.4.5 cmos或非门或非门32ba1p&11图图3.4.6 带缓冲级的带缓冲级的cmos或非门或非门33例4 写出下图cmos电路的逻辑表达式。1abp2vddenen 1ba逻辑符号逻辑符号p2解：当b=0时，当b=1时，p2 = a；p2 为高阻态。343.cmos双向传输门(1)电路结构 nmos、pmos管并联互补。(2)工作原理c=1时传输，c=0时关断。c=1时 ；n管导通；p管导通tnddiuvu0dditpvuutputndduv 0vdd35tgccoiuu /iouu /ccoiuu /i