逻辑门电路使用中的几个实际问题

1、3.6 逻辑门电路使用中的几个实际问题逻辑门电路使用中的几个实际问题3.6.1 各种门电路之间的接口问题各种门电路之间的接口问题3.6.2 门电路带负载时的接口问题门电路带负载时的接口问题3.6.3 3.6.3 抗干扰措施抗干扰措施1)驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）。围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）。在数字电路或系统的设计中，往往将在数字电路或系统的设计中，往往将TTL和和CMOS两种器件两种器件混合使用，以满足工作速度或者功耗指标的要求。由于每种混合使用，以满足工

2、作速度或者功耗指标的要求。由于每种器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时，要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：，要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：2)驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流和驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流灌电流（属（属于门电路的扇出数问题）；于门电路的扇出数问题）；3.6.1 各种门电路之间的接口问题各种门电路之间的接口问题vOvI驱动门驱动门 负载门负载门1 1 VOH(min)vO VOL (max) vI VIH(min)VIL (max ) 负载器件所要求的输入电压负载器件所要求

3、的输入电压VOH(min) VIH(min)VOL(max) VIL(max)灌电流灌电流IILIOLIIL拉电流拉电流IIHIOHIIH101111n个个011101n个个对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流 IOH(max) IIH(total)IOL(max) IIL(total)驱动电路必须能为负载电路提供足够的驱动电流驱动电路必须能为负载电路提供足够的驱动电流 驱动电路驱动电路 负载电路负载电路1、）、）VOH(min) VIH(min)2、）、）VOL(max) VIL(max)4、）、）IOL(max) IIL(total)驱动电路必须能为负载

4、电路提供合乎相应标准的高、低电平驱动电路必须能为负载电路提供合乎相应标准的高、低电平 IOH(max) IIH(total)3、）、）2、 CMOS门驱动门驱动TTL门门VOH（min)=4.9V VOL(max) =0.1VTTL门（门（74系列）系列）： VIH(min) = 2V VIL(max )= 0.8VIOH（max)=-0.51mAIIH（max)=20 AVOH(min) VIH(min)VOL(max) VIL(max)带拉电流负载带拉电流负载输出、输入电压输出、输入电压带灌电流负载带灌电流负载?T3 VCC VDD T4 R1 R2 R3 T1 T2 CMOS门门(400

5、0系列）：系列）：IOL（max)=0.51mAIIL（max)=-0.4mA，IOH(max) IIH(total)例例 用一个用一个74HC00与非门电路驱动一个与非门电路驱动一个74系列系列TTL反反相器和六个相器和六个74LS系列逻辑门电路。试验算此时的系列逻辑门电路。试验算此时的CMOS门电路是否过载？门电路是否过载？VOH（min)=3.84V， VOL(max) =0.33VIOH（max)=-4mAIOL（max)=4mA 74HC00：IIH（max)=004mAIIL（max)=1.6mA74系列：系列：VIH（min)=2V， VIL(max) =0.8V&111

6、CMOS门门74系列系列74LS74LS系列系列74LS系列系列IIL（max)=-0.4mA，IIH（max)=0.02mA，VOH(min) VIH(min)VOL(max) VIL(max)总的输入电流总的输入电流IIL(total)=1.6mA+6 0.4mA=4mA灌电流情况灌电流情况 拉电流情况拉电流情况 74HC00: IOH(max)=4mA74系列反相器系列反相器: IIH(max)=0.04mA74LS门：门： IIH(max)=0.02mA总的输入电流总的输入电流IIH(total)=0.04mA+6 0.02mA=0.16mA 74HC00: IOL(max)=4mA7

7、4系列反相器系列反相器: IIL(max)=1.6mA74LS门：门： IIL(max)=0.4mA驱动电路能为负载电路提供足够的驱动电流驱动电路能为负载电路提供足够的驱动电流&111CMOS门门 74系列系列74LS74LS系列系列3. 3. TTL门驱动门驱动CMOS门门(如如74HC ）VOH(min)= =2.7V VIH(min)为为3.5VTTL（74LS ）： CMOS（7474HC）：式式2、3、4、都能满足，但式、都能满足，但式1 1 VOH(min) VIH(min)不满足不满足（ IO ：TTL输出级输出级T3截止管的漏电流）截止管的漏电流）IHOOHn(IIRV

8、VPDD 1. 用门电路直接驱动显示器件用门电路直接驱动显示器件3.6.2 门电路带负载时的接口电路门电路带负载时的接口电路LED R vI 1 DFOHIVVR DOLFCCIVVVR 门电路的输入为低电平，输出为高电平时，门电路的输入为低电平，输出为高电平时，LED发光发光当输入信号为高电平，输出为低电平时当输入信号为高电平，输出为低电平时,LED发光发光VCC LED R vI 1 解：解：LED正常发光需要几正常发光需要几mA的电流，并且导通时的压降的电流，并且导通时的压降VF为为1.6V。根据附录。根据附录A查得，当查得，当VCC=5V时，时，VOL=0.1V，IOL(max)=4m

9、A，因此因此ID取值不能超过取值不能超过4mA。限流电阻的最小值为。限流电阻的最小值为825mA4V10615 ).(R例例3.6.2 试用试用74HC04六个六个CMOS反相器中的一个作为接口反相器中的一个作为接口电路，使门电路的输入为高电平时，电路，使门电路的输入为高电平时，LED导通发光。导通发光。2. 2. 机电性负载接口机电性负载接口继电器继电器 限流电阻限流电阻 vI 1 1 用各种数字电路来控制机电性系统的功能用各种数字电路来控制机电性系统的功能, ,而机电系统所需而机电系统所需的工作电压和工作电流比较大。要使这些机电系统正常工作，的工作电压和工作电流比较大。要使这些机电系统正常

10、工作，必须扩大驱动电路的输出电流以提高带负载能力，而且必要时必须扩大驱动电路的输出电流以提高带负载能力，而且必要时要实现电平转移。要实现电平转移。如果负载所需的电流不特别大，可以将两个反相器并联如果负载所需的电流不特别大，可以将两个反相器并联作为驱动电路，并联后总的最大负载电流略小于单个门最作为驱动电路，并联后总的最大负载电流略小于单个门最大负载电流的两倍。大负载电流的两倍。如果负载所需的电流比较大，则需要在数字电路的输出如果负载所需的电流比较大，则需要在数字电路的输出端与负载之间接入一个功率驱动器件。端与负载之间接入一个功率驱动器件。3.6.3 抗干扰措施抗干扰措施1 多余输入端的处理措施多余输入端的处理措施 原则：处理措施不可改变电路状态，要稳定可靠。原则：处理措施不可改变电路状态，要稳定可靠。 做法做法:一一 简单处理就是将它与其他输入端短接，但简单处理就是将它与其他输入端短接，但不太可靠。不太可靠。 二二 对对TTL，与非门、与门多余输入端通过上拉，与非门、与门多余输入端通过上拉电阻（电阻（13K）接电源正端；或非门、或门通过上拉）接电源正端；或非门、或门通过上拉电阻（电阻（13K）接地）接地 对对CMOS与非门、与门，多余输入端可根据需要与非门、与门，多余输入端可根据需要直接接地或者接电源。直接接地或者接电源。 注意：注意：CMOS电路的多余输入端绝不