华南理工数电第二章

1、第二章第二章 门电路门电路 本章内容涉及较多的集成电路内部结构本章内容涉及较多的集成电路内部结构 和物理概念，学习重点放在器件的外部特性和物理概念，学习重点放在器件的外部特性 及器件的使用方面。及器件的使用方面。2.1 2.1 概述概述1.1.电平：一个电压的电平：一个电压的范围范围。2.2.正逻辑、负逻辑正逻辑、负逻辑正逻辑正逻辑负逻辑负逻辑1 1高电平高电平低电平低电平0 0低电平低电平高电平高电平例：用真值表证明例：用真值表证明: :正与门即负或门。正与门即负或门。 AB Y+ AB Y- AB Y+ AB Y- 00 0 11 1 00 0 11 1 01 0 10 1 01 0 10

2、 1 10 0 01 110 0 01 1 11 1 00 0 11 1 00 0 正逻辑正逻辑 负逻辑负逻辑Y+ =ABY+ =ABY- =A+BY- =A+B注意：注意：不管输入还是输不管输入还是输出出, ,全部全部“1”“1”换为换为“0”“0”、全部、全部“0”“0”换为换为“1”“1”。2.2 2.2 半导体二极管和三极管的开关特性半导体二极管和三极管的开关特性无触点开关无触点开关2.2.1 2.2.1 半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性单回路：控制和开关同一个回路单回路：控制和开关同一个回路正向导通正向导通相当于开关接通相当于开关接通反向截止反向截止相当于开关断开相当于开

3、关断开开关需要延迟时间，几纳秒开关需要延迟时间，几纳秒 2.2.2 2.2.2 半导体三极管的开关特性半导体三极管的开关特性双回路：分控制回路和开关回路两个回路双回路：分控制回路和开关回路两个回路工作在截止区工作在截止区相当于开关接通相当于开关接通工作在饱和区工作在饱和区相当于开关断开相当于开关断开开关需要延迟时间，几开关需要延迟时间，几几十纳秒几十纳秒2.2.1 2.2.1 半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性正向导通正向导通开关开关接通接通二极管两端正向电压二极管两端正向电压V VD D大于开启电压（硅：大于开启电压（硅：0.7V0.7V，锗：，锗：0.3V0.3V）2.2.1 2

4、.2.1 半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性反向截止反向截止开关开关断开断开二极管两端加反向电压时二极管两端加反向电压时i i00，仅有少量漏电流，仅有少量漏电流动态特性动态特性1.1.输出信号的变化比输入输出信号的变化比输入信号信号延迟延迟几纳秒。几纳秒。2.2.负跳变时有相对较大的负跳变时有相对较大的反向电流。反向电流。2.2.2 2.2.2 半导体三极管的开关特性半导体三极管的开关特性三极管输出特性曲线三极管输出特性曲线2.2.2 2.2.2 半导体三极管的开关特性半导体三极管的开关特性截止区截止区开关开关断开断开特点：特点：i iC C I ICEOCEO00，V VO OV

5、VCCCC条件条件v vBEBEVVON ON （ v vBEBE0V 0V ）饱和区饱和区开关开关接通接通特点：特点： V VCECE IIBSBS=I=ICSCS/ / I ICS CS VVCCCC/R/RC C三极管做开关使用三极管做开关使用有有延迟时间延迟时间，tpd(tpd(几纳秒几纳秒) ) 2.3.1 2.3.1 二极管与门（二极管与门（正逻辑正逻辑）1 1 3 3V V左右、左右、0 0 0 0V V左右左右 V VCCCC=+(5=+(510)10)V VA AB BY Y0 0（0V0V）0 0（0V0V）0 0（0.7V0.7V）0 0（0V0V）1 1（3V3V）0

6、0（0.7V0.7V）1 1（3V3V）0 0（0V0V）0 0（0.7V0.7V）1 1（3V3V）1 1（3V3V）1 1（3.7V3.7V）BAY2.3 2.3 分立元件门电路分立元件门电路2.3 2.3 分立元件门电路分立元件门电路2.3.2 2.3.2 二极管或门（正逻辑）二极管或门（正逻辑）1 1 3 3V V左右、左右、0 0 0 0V V左右左右 A AB BY Y0 0（0V0V）0 0（0V0V）0 0（0V0V）0 0（0V0V）1 1（3V3V）1 1（2.3V2.3V）1 1（3V3V）0 0（0V0V）1 1（2.3V2.3V）1 1（3V3V）1 1（3V3V）1

7、 1（2.3V2.3V）BAY2.3 2.3 三极管非门三极管非门电路图电路图A=0A=0时，时，T T截止，截止，Y=1Y=1A=1A=1时，时，T T饱和，饱和，Y=0Y=0设计要求设计要求A=0A=0，T T可靠截止可靠截止 要求：要求：v vBEBE00A=1A=1，T T深度饱和深度饱和 要求：要求：v vBE BE V VONON，i iB BIIBSBS=I=ICSCS/ /2.3 2.3 三极管非门三极管非门例题例题 P61 2.3.1P61 2.3.11. A=01. A=0（V VI I=0V=0V）V VBEBE=-2.0V=-2.0V，T T可靠截止可靠截止i iC C

8、=0=0v vO O=V=VCCCC=5.0V=5.0VVRRRVvvvEEIIB0 . 23 . 3103 . 3)8(001212.3 2.3 三极管非门三极管非门2. A=12. A=1（V VI I=3V=3V）忽略忽略I IB BV VBEBE=1.8VV=1.8VVONON，T T导通导通（放大？饱和？）（放大？饱和？）VRRRVvvvEEIIB8 . 13 . 3103 . 3)8(551212.3 2.3 三极管非门三极管非门A=1A=1（V VI I=3V=3V）饱和时基极电流：饱和时基极电流：i iB BIIBSBS，故，故T T饱和饱和，I IC C=I=ICSCS、v

9、vO O=V=VCE(sat)CE(sat)00mARVvRvviBEBBIB43. 010)8(7 . 03 . 37 . 0521mARVVICsatCECCBS25. 01201 . 05)(作业讲评作业讲评2.12.1估算法：估算法：当输入端悬空时，当输入端悬空时，V VBEBE=-10V=-10V，T T截截止，止，V VO O=10V=10V。当输入当输入V VI I=0V=0V时，时，V VBEBE=-2.03V=-2.03V，T T截截止，止，V VO O=10V=10V。当输入当输入V VI I=5V=5V时，时，V VBEBE=1.93V=1.93V，T T导导通；通；I

10、IB B=0.3mA=0.3mA，I IBSBS=0.16mA=0.16mA，i iB BIIBSBS， T T饱和，饱和，V VO O=0V=0V。2.22.2见第见第3 3页页2.4 2.4 集成电路发展的概况集成电路发展的概况19611961年制成了年制成了SSISSI（元件数小于元件数小于100100个），个），19661966年制成了年制成了MSIMSI（元件数元件数10010001001000个）个）19691969年制成了年制成了LSILSI（元件数元件数100010000100010000个），个），19751975年制成了年制成了VLSIVLSI（元件数多于元件数多于1000

11、010000个）。个）。 20022002年年1010月中科院计算所月中科院计算所“龙芯龙芯”1”1号芯片，是我号芯片，是我国第一款商品化高性能国第一款商品化高性能CPUCPU芯片，采用芯片，采用0.180.18微米工微米工艺，包含近艺，包含近400400万万个晶体管，主频可达个晶体管，主频可达266266M MHZHZ。从结构上集成电路可分为两大类从结构上集成电路可分为两大类: :即：即：TTLTTL（如如7474系列）和系列）和 CMOSCMOS（如如CCCC系列）电路。系列）电路。2.4 TTL2.4 TTL门电路门电路2.4.1 TTL2.4.1 TTL反相器的电路结构和工作原理反相器

12、的电路结构和工作原理一、电路结构一、电路结构A=0A=0（v vI I=V=VILIL=0.3V=0.3V） 因因 V VCCCC=5V=5V使使 T T1 1导通导通, ,V VB1B1=1V=1V使使 T T2 2截止、截止、T T5 5截止截止因因T T2 2截止、使截止、使T T4 4饱和饱和Y=1Y=1（v v0 0=V=VOHOH=3.3V=3.3V）一、电路结构一、电路结构A=1A=1（v vI I=V=VIHIH=3.3V=3.3V）T T1 1倒置工作，倒置工作，VB1=2.1VVB1=2.1V使使T T2 2饱和、饱和、T T5 5饱和饱和因因T T2 2饱和，使饱和，使T

13、 T4 4截止截止Y=0Y=0（v vO O=V=VOLOL=0.3V=0.3V）注：倒置工作状态注：倒置工作状态特点：特点：1 1. .i iE E，i iC C 电流方向与正常电流方向与正常工作状态相反，工作状态相反， 2 2. .0.010.01条件：条件：V VE EVVB BVVC C二、电压传输特性二、电压传输特性T2、T5截止，截止，T4导通导通T4截止，截止，T2、T5导通导通T4截止，截止，T2饱和导通，饱和导通，T5深度饱和深度饱和T5截止，截止，T2、T4导通导通三、输入端噪声容限三、输入端噪声容限V VNHNH=V=VOH(min)OH(min)-V-VIH(min)I

14、H(min) =2.4-2.0 =2.4-2.0 =0.4V =0.4VV VNLNL=V=VIL(max)IL(max)-V-VOL(max)OL(max) =0.8-0.4 =0.8-0.4 =0.4V =0.4V2.4.2 TTL2.4.2 TTL反相器的静态输入特性和输出特性反相器的静态输入特性和输出特性一、输入特性一、输入特性（以（以流入流入集成电路集成电路内部内部为为电流的正方向电流的正方向）如如7474系列系列 v vI I=V=VILIL=0.2V=0.2Vv vI I=V=VIHIH=3.4V=3.4VmARVvVIILBECCIL111AIIH40输入特性曲线输入特性曲线二

15、、输出特性二、输出特性1 1、高电平输出特性（拉电流）、高电平输出特性（拉电流）高电平额定电流高电平额定电流I IOHOH为负为负值，几百微安。值，几百微安。二、输出特性二、输出特性2 2、低电平输出特性、低电平输出特性 （由外部电源提供灌电流）（由外部电源提供灌电流）低电平额定电流低电平额定电流V VOLOL为正值，为正值，十几毫安，十几毫安，低电平负载能力强低电平负载能力强例题例题 P67 2.4.1P67 2.4.1求扇出系数求扇出系数输出高电平输出高电平保证输出电流不会超过保证输出电流不会超过 最大额定电流。最大额定电流。输出低电平输出低电平保证倒灌电流不会击穿保证倒灌电流不会击穿T

16、T5 5。扇出系数扇出系数（取两者中较小的值）（取两者中较小的值）N=10N=102.4.2 TTL2.4.2 TTL反相器的静态输入特性和输出特性反相器的静态输入特性和输出特性三、输入端负载特性三、输入端负载特性R RP P较小时下列公式适用较小时下列公式适用，当，当R RP P较大时，较大时，v vI IVVTHTH公式不适用。公式不适用。)(11BECCPPIvVRRRv例题例题 P69 2.4.2P69 2.4.2输出高电平输出高电平v vI2I2VVIH(min)IH(min)kIVVRVRIVIHIHOHPIHPIHOH351004. 00 . 24 . 33(min)(min)输

17、出低电平输出低电平v vI2I2VVIL(max)IL(max)R RP P0.69k0.69k，输入电阻输入电阻R RP P不可太大。不可太大。kRVvVVVRVvVVVRRILBECCOLILPILBECCOLILP69. 01(max)1(max)(max)1(max)1TTLTTL电路的四条特性曲线电路的四条特性曲线1.1.电压传输特性电压传输特性2.2.输入特性输入特性3.3.输入负载特性输入负载特性4.4.输出特性输出特性2.4.3 TTL2.4.3 TTL反相器的动态特性反相器的动态特性一、传输延迟时间一、传输延迟时间t tPDPDt tPLHPLH：输出低电平：输出低电平高电高

18、电 平的传输延迟时间。平的传输延迟时间。t tPHLPHL：输出高电平：输出高电平低电低电 平的传输延迟时间。平的传输延迟时间。t tPLHPLHttPHLPHLt tpdpd为两者的平均值为两者的平均值1()2pdpLHpHLttt2.4.3 TTL2.4.3 TTL反相器的动态特性反相器的动态特性二、交流噪声容限二、交流噪声容限由由P71 P71 图图.15可知可知输入信号状态变化时必须有输入信号状态变化时必须有足够的变化幅度和作用足够的变化幅度和作用时间时间才能使输出状态改变。即若噪声宽度窄，则需才能使输出状态改变。即若噪声宽度窄，则需幅度大才能干扰输出状态；若噪声宽度

19、宽，则幅度幅度大才能干扰输出状态；若噪声宽度宽，则幅度较小就能干扰输出状态。较小就能干扰输出状态。注：因为绝大多数注：因为绝大多数TTLTTL门电路传输延迟时间较小，都在门电路传输延迟时间较小，都在50ns50ns以内，所以当输入脉冲的宽度达到以内，所以当输入脉冲的宽度达到微秒微秒的数量级时，在的数量级时，在信号作用时间内电路已达到稳态，应将输入信号按直流信号作用时间内电路已达到稳态，应将输入信号按直流信号处理。信号处理。2.4.3 TTL2.4.3 TTL反相器的动态特性反相器的动态特性三、电源的动态尖峰电流三、电源的动态尖峰电流在动态情况下，特别是当在动态情况下，特别是当输出电压由低电平跳

20、变到输出电压由低电平跳变到高电平，由于高电平，由于T T5 5原来工作原来工作在深度饱和状态，所以在深度饱和状态，所以T T4 4导通先于导通先于T T5 5截止，截止，这样就这样就出现了短时间内出现了短时间内T T4 4和和T T5 5同同时导通的状态时导通的状态，由很大的，由很大的瞬间电流流经瞬间电流流经T T4 4和和T T5 5，使电源电流出现尖峰脉冲。频率越高，使电源电流出现尖峰脉冲。频率越高尖峰脉冲消耗的功率越大，尖峰脉冲形成一个躁声源。尖峰脉冲消耗的功率越大，尖峰脉冲形成一个躁声源。 2.4.4 2.4.4 其他类型的其他类型的TTLTTL门电路门电路一、其他逻辑功能的门电路一、

21、其他逻辑功能的门电路与非门：多发射极三极管实现与非门：多发射极三极管实现与与一、其他逻辑功能的门电路一、其他逻辑功能的门电路一、其他逻辑功能的门电路一、其他逻辑功能的门电路或非门：并联三极管实现或非门：并联三极管实现或非或非A=1A=1，T T2 2和和T T5 5同时导通。同时导通。 B=1 B=1，T T2 2和和T T5 5同时导通。同时导通。即：输出低电平。即：输出低电平。仅当仅当A=B=0A=B=0时，时，T T2 2和和T T2 2同时截止，同时截止，T T5 5截止而截止而T T4 4导通，导通，即：输出高电平。即：输出高电平。二、集电极开路的门电路（二、集电极开路的门电路（OC

22、OC门）门）二、集电极开路的门电路（二、集电极开路的门电路（OCOC门）门）普通与非门输出端普通与非门输出端“线与线与”会产生短路电流损坏器会产生短路电流损坏器件，如下图。用件，如下图。用OCOC门合理选择上拉电阻门合理选择上拉电阻R R，可可“线线与与”。二、集电极开路的门电路（二、集电极开路的门电路（OCOC门）门）输出高电平（输出高电平（m m为负载门输入端的个数）为负载门输入端的个数）保证保证v vOHOHVVOHOHIHOHOHCCLmInIVVR(max)二、集电极开路的门电路（二、集电极开路的门电路（OCOC门）门）输出低电平（输出低电平（mm为负载门的个数）为负载门的个数）保证

23、保证i iL LIILMLM例题例题 P80 P80 例例.4ILLMOLCCLImIVVR(min)2.4.4 2.4.4 其他类型的其他类型的TTLTTL门电路门电路三、三态输出门电路（三、三态输出门电路（TSTS门）门）ENEN电路状态电路状态输出输出0 0P=0P=0T T5 5截止截止P=0P=0D D导通导通v vB4B4=0.7V=0.7VT T4 4截止截止1 1D D截止截止ZY ABY 2.4.5 TTL2.4.5 TTL电路改进系列电路改进系列1.1. 74 74系列（系列（CT1000CT1000系列）系列）2 2. 74. 74H H系列（系列（CT2

24、000CT2000系列）：高速系列系列）：高速系列 特点：采用达林顿结构、减小电阻，平均传输延迟时间缩特点：采用达林顿结构、减小电阻，平均传输延迟时间缩短了一半，功耗增加一倍。短了一半，功耗增加一倍。3 3.74S.74S系列（系列（CT3000CT3000系列）：肖特基系列系列）：肖特基系列 特点：在特点：在7474H H系列基础上采用肖特基三极管系列基础上采用肖特基三极管SBDSBD，开启电压开启电压0.3-0.40.3-0.4V V，进一步提高了速度。进一步提高了速度。4.4.7474LSLS系列（系列（CT4000CT4000系列）：系列）： 特点：在特点：在7474H H系列基础上加

25、大电阻，延迟系列基础上加大电阻，延迟- -功耗积最小，获功耗积最小，获得广泛应用。得广泛应用。 另有另有7474ASAS、74ALS74ALS、5454、54H54H、54S54S、54LS54LS系列参考系列参考P86-87P86-872.6 CMOS2.6 CMOS门电路门电路MOSMOS管的开关特性管的开关特性（以（以N N沟道沟道MOSMOS管为例）管为例）B B（BaseBase）：衬底）：衬底S S（SourceSource）：源极）：源极G G（GateGate）：栅极）：栅极D D（DrainDrain）：漏极）：漏极v vGSGS=0=0N N沟道沟道P P沟道沟道增强型增强

26、型 v vGSGS=0=0，i iD D=0=0无导电沟道无导电沟道v vGSGSvvGS(th)GS(th)00正压正压开启开启0v0vGSGSvvGS(th)GS(th)负压负压开启开启耗尽型耗尽型 v vGSGS=0=0，i iD D00有导电沟道有导电沟道v vGSGSvvGS(off)GS(off)00负压负压开启开启v vGSGSvvGS(off)GS(off)00正压正压开启开启2.6 CMOS2.6 CMOS门电路门电路MOSMOS管类型管类型MOSMOS的开关特性：的开关特性：沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的管的导电特性：导电特性：V VGSGS V VGS(th)NGS

27、(th)N 时导通，时导通，相当于开关接通；相当于开关接通；V VGSGS V VGS(th)NGS(th)N 时截止，时截止，相当于开关断开。相当于开关断开。 V VGS(th)NGS(th)N 为几伏的为几伏的正压； P P沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的管的导电特性：导电特性：V VGSGS V VGS(th)PGS(th)P 时截止，时截止，相当于开关断开，相当于开关断开，V VGS(th)PGS(th)P 为几伏的为几伏的负压。2.6 CMOS2.6 CMOS门电路门电路2.6.1 CMOS2.6.1 CMOS反相器的工作原理反相器的工作原理一、电路结构一、电路结构v vI I=

28、V=VILIL=0=0|v|vGS1GS1|=V|=VDDDD|V|VGS(th)PGS(th)P| | T T1 1导通导通v vGS2GS2=0V=0VGS(th)NGS(th)N T T2 2截止截止 v vO O=V=VDD DD v vI I=V=VIHIH=V=VDDDDv vGS1GS1=0|V=0VVGS(th)NGS(th)N T T2 2导通导通 v vO O=0=0实现反相器的逻辑功能实现反相器的逻辑功能 V VOH=V=VIH=V=VDD “1” “1”，V VOL=V=VIL=0 “0”=0 “0”2.6.1 CMOS2.6.1 CMOS反相器的工作原理反相器的工作原

29、理二、电压传输特性和电流传输特性二、电压传输特性和电流传输特性2.6.1 CMOS2.6.1 CMOS反相器的工作原理反相器的工作原理二、电压传输特性和电流传输特性（二、电压传输特性和电流传输特性（微功耗微功耗）2.6.2 CMOS2.6.2 CMOS反相器的静态输入特性和输出特性反相器的静态输入特性和输出特性一、输入特性一、输入特性0v0vI IVVDDDD保护电路不起作用保护电路不起作用v vI IVVDDDD+ +0.7V0.7VD D1 1导通导通v vI I-0.7V0.7VD D2 2导通导通二、输出特性二、输出特性低电平输出（灌电流）低电平输出（灌电流）二、输出特性二、输出特性高

30、电平输出（拉电流）高电平输出（拉电流）CMOSCMOS门的参数门的参数1.CMOS1.CMOS结构电路为结构电路为微功耗微功耗器件。器件。2.2.因为因为V VDDDD的取值范围可为的取值范围可为3-183-18V V，CMOSCMOS反相器的电反相器的电压传输特性因压传输特性因V VDDDD不同而有多条。不同而有多条。3.V3.VIHIH=V=VOHOH VVDDDD， V VILIL=V=VOLOL0V0V， V VTH TH = = V VDDDD 许多参数都与电源电压有关，电源电压许多参数都与电源电压有关，电源电压V VDDDD不同，各不同，各项指标：如噪声容限、传输延迟时间、动态功项

31、指标：如噪声容限、传输延迟时间、动态功耗耗都不同。都不同。122.6.4 CMOS2.6.4 CMOS反相器的动态特性反相器的动态特性 一、传输延迟时间一、传输延迟时间t tPdPd 比比TTLTTL电路大电路大 ，CC4000CC4000系列为系列为4545纳秒，纳秒， V VDDDD大，大，t tPdPd小。小。 二、交流噪声容限二、交流噪声容限V VDDDD大，大，V VNANA大大。三、动态功耗三、动态功耗P PD D：动态功耗，毫瓦数量级，与：动态功耗，毫瓦数量级，与V VDDDD的平方成正比。的平方成正比。P PS S：静态功耗，微瓦数量级，微功耗。：静态功耗，微瓦数量级，微功耗。

32、2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路一、其他逻辑功能的一、其他逻辑功能的CMOSCMOS门电路（原理电路）门电路（原理电路）1.1.与非门：与非门：NMOSNMOS管串联，管串联，PMOSPMOS管并联。管并联。2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路一、其他逻辑功能的一、其他逻辑功能的CMOSCMOS门电路（原理电路）门电路（原理电路）2.2.或非门：或非门：NMOSNMOS管并联，管并联，PMOSPMOS管串联。管串联。2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路3.3.原理电路使用的问题原理电

33、路使用的问题（1 1）原理电路输出电阻受输入端状态的影响。）原理电路输出电阻受输入端状态的影响。（以与非门为例）（以与非门为例）A=B=1A=B=1（Y=0Y=0）：）：T T1 1截止、截止、T T2 2导通（导通（A=1A=1）T T3 3截止、截止、T T4 4导通（导通（B=1B=1）R RO O=R=RON2ON2+R+RON4ON4=2R=2RONONA=1A=1、B=0B=0（Y=1Y=1）：）：T T1 1截止、截止、T T2 2导通（导通（A=1A=1）T T3 3导通、导通、T T4 4截止（截止（B=0B=0）R RO O=R=RON3ON3=R=RONON。A=0A=0

34、、B=1B=1（Y=1Y=1）：）：T T1 1导通、导通、T T2 2截止（截止（A=0A=0）T T3 3截止、截止、T T4 4导通（导通（B=1B=1）R RO O=R=RON1ON1=R=RONON。A=0A=0、B=0B=0（Y=1Y=1）：）：T T1 1、T T3 3导通（导通（A=1A=1、 B=1 B=1 ）T T2 2、T T4 4截止截止R RO O=R=RON1ON1/R/RON3ON3=R=RONON/2/2。最大与最小相差四倍最大与最小相差四倍2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路（2 2）原理电路输出的高、低电平受输入端数目影响

35、。）原理电路输出的高、低电平受输入端数目影响。（以与非门为例）（以与非门为例）A=0A=0、B=0B=0（Y=1Y=1）：）：T T2 2导通（导通（A=0A=0）T T4 4导通（导通（B=0B=0）v vOLOL= =2 2V VOLOLV VOLOL和输入端数目有关。和输入端数目有关。2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路二、带缓冲级的二、带缓冲级的CMOSCMOS门电路（实用电路）门电路（实用电路）1.1.与非门与非门2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路二、带缓冲级的二、带缓冲级的CMOSCMOS门电路门电路2.2.

36、或非门或非门2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路三、漏极开路的门电路（三、漏极开路的门电路（ODOD门）门）2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路四、四、CMOSCMOS传输门和双向模拟开关（双向器件）传输门和双向模拟开关（双向器件）CMOSCMOS传输门传输门在在 时时C=0C=0、 ：高阻态：高阻态C=1C=1、 ：V V0 0=V=VI I信号双向传递信号双向传递0IDDVV10CC2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路四、四、CMOSCMOS传输门和双向模拟开关传输门和双向模拟开关双

37、向模拟开关双向模拟开关可传输连续变化的模拟电压信号。可传输连续变化的模拟电压信号。1,0,OIOCVVCVZ2.6.5 2.6.5 其他类型的其他类型的CMOSCMOS门电路门电路五、三态输出的五、三态输出的CMOSCMOS门电路门电路 ：T T1 1、T T2 2截止，截止， 呈高阻态呈高阻态。 ：T T1 1导通，导通，T T1 1、T T2 2 由由A A控制。控制。 Y=AY=A1EN0EN本章小结本章小结一一. .集成门的类型集成门的类型1.1.基本逻辑门基本逻辑门2.2.复合逻辑门复合逻辑门3.3.逻辑门的其他类型逻辑门的其他类型二常见二常见TTLTTL和和CMOSCMOS电路的参

38、数电路的参数参数参数74LS74LS40004000V VCCCC/V/V5 55 5V VIH(min)IH(min)/V/V2.02.03.53.5V VIL(max)IL(max)/V/V1.5V VOH(min)OH(min)/V/V4.6V VOL(max)OL(max)/V/V50.05I IIH(max)IH(max)/ /A A20200.10.1I IIL(max)IL(max)/mA/mA-0.4-0.4-1-11010-3-3I IOH(max)OH(max)/mA/mA-0.4-0.4-0.51-0.51I IOL(

39、max)OL(max)/mA/mA8 80.510.51t tpdpd/ns/ns10104545P P（功耗（功耗/ /门）门）/mW/mW2 25 51010-3-3TTLTTL、CMOSCMOS门的性能比较：门的性能比较：7474系列（系列（TTLTTL） CC4000 CC4000系列系列电源电压电源电压5 5V V每片功耗每片功耗1010mWmW输出幅度小输出幅度小负载能力强负载能力强开关速度快，开关速度快，1010纳秒纳秒性能扩展用专用器件性能扩展用专用器件使用时输入电阻大于使用时输入电阻大于0.7-0.90.7-0.9K K将影响逻辑功能将影响逻辑功能电源电压电源电压3-183-18V V每片功耗每片功耗0.0050.005mWmW输出幅度大输出幅度大负载能力