集成门电路及其芯片课件

1、30 七月 2022主要要求:理解集成电路的定义掌握集成芯片的应用9.3 集成门电路及其芯片第1页，共19页。30 七月 2022集成电路按集成度分类如下：小规模数字集成电路（SSI）-100个门以下，包括门电路等；中规模数字集成电路（MSI）-100-1000个门，包括计数器等；大规模数字集成电路（LSI）-1000-10000个门，包括各类专用的存储器，各类ASIC芯片等；超大规模数字集成电路（VLSI）-10000个门以上，包括各类CPU等。集成电路分类第2页，共19页。30 七月 20229.3.1 TTL门电路1.TTL与非门工作原理：当ABC三输入只要有一个为低电平，输出F即为高电

2、平；当ABC三输入全为高电平时，输出F即为低电平。所以，右图为与非门电路。第3页，共19页。30 七月 20222.集电极开路OC门符号如下：&BABA第4页，共19页。30 七月 20223）实现线与功能。线与输入输出关系 F=AB CD2）实现电平转换；1）实现大电流驱动；集电极开路OC门的特点：第5页，共19页。30 七月 20223. 三态门1）特点 ：输出有三个状态：高电平，低电平，高阻态（悬浮态）2）三态非门的逻辑符号第6页，共19页。30 七月 2022EAF01001101高阻高阻 高电平控制的三态非门由表可知，当控制端E=1时，该电路与普通门一样工作； 当E=0时，输出处于高

3、阻状态。注：低电平控制的三态门，正好与高电平控制的工作原理相反，这里不再累赘。第7页，共19页。30 七月 20223）三态门的应用：有4个设备A，B，C，D共用一条数据线，任意时刻，只要其中一个设备的控制信号为1，其他的控制信号为0（低电平控制的三态门，此时可使其他设备与总线间呈高阻态），则该设备的输出送入总线。第8页，共19页。30 七月 2022利用三态门也可实现双向信息的传输控制，如图所示：它有两个控制端，EIN/EOUT当EIN=1且EOUT=0时，信号由B1 B2 ；当EIN=0且EOUT=1时，信号由B2 B1 ；当EIN=0且EOUT=0时， B2 和 B1间为高阻。EIN与E

4、OUT不能同时为1。第9页，共19页。30 七月 20229.3.2 MOS门电路1. 用NMOS管制成的非门电路 UDD（+10V）AFRDSDG令该管开启电压为UT0V，当UA=0V（低电平），即UAUT时，管子导通，UF=0V（低电平）。规定+10V代表1，0V代表0，其真值表如表9.3.4所示：AF0110表9.3.4 NMOS非门电路真值表第10页，共19页。30 七月 20222. 用CMOS管制成的非门电路 UDD（+10V）AFS1D1G1V1S2D2G2V2令两管开启电压均为UT=3V，当UA=+10V（高电平）， V1管导通，V2管截止，相当于开关S2断开，UF=0V （低

5、电平）；当UA=0V（低电平）， V1管截止， V2管导通，相当于开关S1断开， UF=+10V （高电平） 。 规定+10V代表1，0V代表0，其真值表如表9.3.5所示：AF0110表9.3.5 CMOS非门电路真值表第11页，共19页。30 七月 20223. 用NMOS管制成的三态门电路 UDD（+10V）AFE F1RDV1F2V21工作原理：当E端为低电平时，F1和F2都为0，F为高阻；当E端为高电平时若A=1， F1为1，F2为0，F=1若A=0， F1为0，F2为1，F=0第12页，共19页。30 七月 20224. CMOS传输门 工作原理（设两管的开启电压均为）CG2 S1

6、V1uIV2UDD（+10V）uOG1 S2CD1 D2 （）电路图CCuIuO（）符号当为高电平（），为低电平时（）时，。相当于开关闭合，与间导通。当为低电平（），为高电平时（）时，。相当于开关断开，与间不导通。第13页，共19页。30 七月 20229.3.3 常用集成电路芯片1. 常用TTL集成电路 TTL数字集成电路分 54系列（军品，工作温度-551250C） 74系列74 74H 74S 74AS（向高速发展）74 74LS 74ALS（向低功耗发展）（民品，工作温度0700C ）第14页，共19页。30 七月 20221413121110986547321UCCGNDA1 B1Y

7、1A2B2Y2Y4A4 B4B3A3Y3常用TTL集成门电路芯片（以74LS系列为例）74LS00（四2输入与非门）；74LS02（四2输入或非门）等等。1413121110981237456UCCGND&A1 B1Y1A2B2Y2Y4A4B4B3A3Y3即：即：第15页，共19页。30 七月 20222. 常用CMOS集成电路 常见的CMOS集成电路4000/4500系列引脚按工作类型分为三类：1）电源正极（UDD）（+3V+18V），电源负极USS一般接地；2）信号输入；3）信号输出。 （1）4000CMOS系列（2）74HC CMOS系列74HC和74LS的逻辑功能、外部引脚排列完全兼容，工作电压为+5V。第16页，共19页。30