数字电子逻辑门电路课件

数字电子逻辑门电路1概述2分立元件门电路3TTL集成门电路4MOS门电路5TTL电路与CMOS电路的接口6门电路的VHDL描述数字电子逻辑门电路1概述2分立元件门电路3TTL集成门逻辑门电路1概述用以实现基本逻辑运算和符合逻辑运算的单元电路称为门电路。常用的门电路有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、同或门等。

门电路的种类：按是否集成分类有分立元件逻辑门电路、集成逻辑门电路。而后者又分为TTL门电路和MOS门电路等。逻辑门电路1概述用以实现基本逻辑运算和符合逻辑运算2分立元件门电路2.1二极管与门最简单的与门可以用二极管和电阻组成。设VCC=5v，A、B端输入的高低电平分别为VIH=3v,VIL=0v，二极管VD1、VD2的正向导通压降VDF=0.7v。A、B当中有一个是低电平0v必有一个二极管导通使F为0.7v2分立元件门电路2.1二极管与门最简单的与门可以用2分立元件门电路2.1二极管与门最简单的与门可以用二极管和电阻组成。设VCC=5v，A、B端输入的高低电平分别为VIH=3v,VIL=0v，二极管VD1、VD2的正向导通压降VDF=0.7v。A、B同时为高电平3vF为3.7v2分立元件门电路2.1二极管与门最简单的与门可以用如果规定2v以上为高电平，用逻辑1状态表

示；1v以下为低电平，用逻辑0表示。则逻辑

电平列表改写成真值表为： A(v)B(v)F(v)000.7030.7300.7333.7则输入、输出逻辑电平列表为：ABF000010100111F=AB如果规定2v以上为高电平，用逻辑1状态表

示；1v以2.2二极管或门最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成。A、B同时为低电平0vF为0v2.2二极管或门最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成2.2二极管或门最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成。A、B当中有一个是高电平F为高电平2.3v2.2二极管或门最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成则输入、输出逻辑电平列表为：A(v)B(v)F(v)000032.3302.3332.3如果规定2v以上为高电平，用逻辑1状态表示；1v以下为低电平，用逻辑0表示。则逻辑电平列表改写成真值表为：ABF000011101111F=A+B则输入、输出逻辑电平列表为：A(v)B(v)F(v)0002.3三极管非门A为低电平0vVT管截止F为高电平3v2.3三极管非门A为低电平0vVT管截止F为高电平3v2.3三极管非门A为高电平3vVT管饱和导通F为低电平0.3v输出、输出的逻辑关系为：2.3三极管非门A为高电平3vVT管饱和导通F为低电平0.3TTL集成门电路3.1TTL集成门电路的结构TTL集成门电路的结构一般分为三级，即输入级、中间级和输出级。完成信号输入放大作用完成信号处理及耦合作用完成驱动放大作用3TTL集成门电路3.1TTL集成门电路的结构T1.输入级形式C=AC=A+BC=ABC=AB1.输入级形式C=AC=A+BC=ABC=AB2.中间级形式⑴单变量分相器对于功能不同的门，这部分电路不一样。例如TTL与非门中间级就是分相器；或非门中间级就是线与电路。分相器的逻辑表达式为：2.中间级形式⑴单变量分相器对于功能不同的门，这部分⑵A+B分相器A、B中有一个为高电平VT1、VT2必有一个饱和导通F2必然为高电平，F1为低电平。⑵A+B分相器A、B中有一个为高电平VT1、VT2必有一个⑵A+B分相器A、B均为低电平VT1、VT2都截止F2必然为高电平，F1为低电平。输入、输出的逻辑关系为：⑵A+B分相器A、B均为低电平VT1、VT2都截止F其输出与输入变量的逻辑关系为：

根据以上分析，不难得到n个变量之(或)的分相器。其输出与输入变量的逻辑关系为： 根据以上分析，3.输出级形式TTL集成门电路输出有四种输出形式，即(a)集电极开路输出，(b)三态门输出，(c)图腾柱输出，(d)复合管和图腾柱输出。(a)(b)特点：具有控制VT1、VT2均截止的电路，当控制有效时，输出端F呈高阻态；当控制无效时，按逻辑门正常功能输出0，1两态。特点：要接负载电阻RL和驱动电压VCC，实现高压、大电流驱动。3.输出级形式TTL集成门电路输出有四种输出形式，即3.输出级形式TTL集成门电路输出有四种输出形式，即(a)集电极开路输出，(b)三态门输出，(c)图腾柱输出，(d)复合管和图腾柱输出。(c)(d)特点：任何时候作为输出的两个三极管，总有一个处于截止状态，而另一个处于饱和导通状态，该电路具有较强的驱动能力。特点：具有图腾柱输出和复合管输出的特点，有极强驱动能力。3.输出级形式TTL集成门电路输出有四种输出形式，即3.2TTL门电路一、TTL与非门电路输入级中间级输出级由多发射极三极管VT1和电阻R1组成为典型的单变量C输入的分相器为典型的复合管和图腾柱输出形式3.2TTL门电路一、TTL与非门电路输入级中间级输出级由二、TTL与门电路输入级中间级输出级F=AB二、TTL与门电路输入级中间级输出级F=AB三、与或非门和或非门电路输入级中间级输出级由两个独立的与门电路组成为A+B典型分相器由典型的复合管和图腾柱输出构成三、与或非门和或非门电路输入级中间级输出级由两个独立的与门电

或非门电路构成：在与或非门电路的基础上，去除输入级发射极B和D，即输入级就是单发射极三极管，或者在与或非门电路中，在B、D加固定的高电平“1”，就构成了或非门电路。其输出与输入变量的逻辑关系为：或非门电路构成：四、TTL异或门电路首先将异或公式变换一下：输入级中间级输出级四、TTL异或门电路首先将异或公式变换一下：输入级中间级五、集成TTL同或门电路首先将同或公式变换一下：输入级中间级输出级F=AB五、集成TTL同或门电路首先将同或公式变换一下：输入级中六、TTL三态门电路所谓“三态”，即输出不仅有“0”、“1”两态，还有第三态，即高阻态。EN=1六、TTL三态门电路所谓“三态”，即输出不仅有“0”六、TTL三态门电路所谓“三态”，即输出不仅有“0”、“1”两态，还有第三态，即高阻态。EN=0输出呈高阻态导通截止截止导通截止六、TTL三态门电路所谓“三态”，即输出不仅有“0”七、集电极开路的门电路(OC门)

我们知道，推拉式输出电路结构具有输出电阻很低的优点，但有一定的局限性。首先不能把它们的输出端并联使用。其次，在采用推拉式输出级的门电路中，电流一经确定，输出的高电平就固定了，因而无法满足对不同输出高低电平的要求。此外，推拉式电路结构也不能满足驱动较大电流且高电压的负载的要求。七、集电极开路的门电路(OC门)我们知道，推拉式输出克服上述局限性的方法就是把输出级改为集电极开路的三极管结构，做成集电极开路的门电路。需要外接负载电阻和电源克服上述局限性的方法就是把输出级改为集电极开路的将两个OC结构的与非门作线与连接：

F1、F2有一个是低电平，输出F就是低电平。只有F1、F2同时为高电平时，输出F才是高电平，即F=F1·F2。即：将两个OC结构的与非门作线与连接：F1、F2有八、ECL门电路

ECL门是一种非饱和型高速数字集成电路，它的平均传输延迟时间可在2ns以下，是目前双极型电路中速度最高的。1.ECL门电路的基本单元ECL门电路的基本单元是一个差动放大器。根据差动放大器的原理，VC2与VI同极性，VC1与VI反极性。即：八、ECL门电路ECL门是一种非饱和型高速数字集成电

故ECL门电路的基本单元是单变量分相器。当输入VI为低电平VIL=－1.6v时：截止导通VE=VREF-VBE2=-2v；RE上的电流IE=(VE-VEE)/RE=3mA；VC2=-IER2=-0.8v；VC1=0v；此时VT2管集电结的反偏电压VCB2=VC2-VREF=0.5v；故VT2工作在放大状态，而不是饱和状态。故ECL门电路的基本单元是单变量分相器。当输入VI为低电

故ECL门电路的基本单元是单变量分相器。当输入VI为高电平VIH=－0.8v时：导通截止VE=VIH-VBE1=-1.5v；RE上的电流IE=(VE-VEE)/RE=3.5mA；VC1=-IER1=-0.8v；此时VT1管集电结的反偏电压VCB1=VC1-VIH=0v；故VT1工作在放大状态，而不是饱和状态。故ECL门电路的基本单元是单变量分相器。当输入VI为高电2.ECL门的实际电路VT6组成一个简单的电压跟随器，为VT5提供一个参考电压VT7、VT8组成电压跟随器，起电平移动作用和隔离作用

输入输出的逻辑关系为：2.ECL门的实际电路VT6组成一个简单的电压跟随器，为VT3.ECL门电路的工作特点优点：①由于三极管导通时工作在非饱和状态，且逻辑电平摆幅小，传输时间tpd可缩短至2ns以下，工作速度最高；②输出有互补性，使用方便，灵活；③输出阻抗低，带负载能力强；④电源电流基本不变，电路内部开关噪声低。缺点：①噪声容限低；②电路功耗大。3.ECL门电路的工作特点优点：①由于三极管导通时工4MOS门电路4.1NMOS门电路一、NMOS非门

VT1管为驱动管，VT2管为负载管，两管都是增强型NMOS管。设VT1和VT2的开启电压分别为VT1、VT2。由于VT2管栅极接正电源VDD，所以VT2总是导通的。当输入为低电平时，VT1截止，输出F为高电平VOH=VDD-VT2。当输入为高电平时，VT1导通，输出F的电平：VD=VDDRDS1/(RDS1+RDS2).其中RDS1和RDS2分别为VT1和VT2导通时漏源等效电阻，其大小取决于管子在制造时的沟道宽长比和工作状态。电路实现逻辑非功能：4MOS门电路4.1NMOS门电路一、NMOS非门二、NMOS或非门VT1、VT2为驱动管，VT3为负载管。要求RDS3远大于RDS1∥RDS2。只要A、B中有一个为高电平，则必有一个驱动管导通，输出F为低电平；只有A、B全为低电平时，VT1、VT2全截止，输出F才为高电平。可见电路实现了或非门功能，即：二、NMOS或非门VT1、VT2为驱动管，VT3为负载三、NMOS与非门

VT1、VT2为驱动管，VT3为负载管。要求RDS3远大于(RDS1+RDS2)。只有A、B全为高电平时，VT1、VT2才同时导通，输出F才为低电平；若A、B中有一个为低电平，VT1、VT2至少有一管截止，输出对地不通，输出F为高电平。可见电路实现了与非功能，即：三、NMOS与非门VT1、VT2为驱动管，VT3为负载管四、NMOS与或非门VT1、VT2、VT3、VT4为驱动管，VT5为负载管。要求RDS5远大于(RDS1+RDS2)∥(RDS3+RDS4)。其输出与输入变量的逻辑关系为与或非关系。即：四、NMOS与或非门VT1、VT2、VT3、VT4为驱动管，4.2CMOS门电路由N沟道和P沟道两种MOSFET组成的电路为互补MOS或CMOS电路。一、CMOS反相器A=0导通UGSP=－VDD截止F为高电平4.2CMOS门电路由N沟道和P沟道两种MOSFET4.2CMOS门电路由N沟道和P沟道两种MOSFET组成的电路为互补MOS或CMOS电路。一、CMOS反相器A=1截止导通F为低电平

则输入输出的逻辑关系为：4.2CMOS门电路由N沟道和P沟道两种MOSFET二、CMOS传输门(TG)传输门就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOSFET并联而成。因VTP和VTN是结构对称的器件，它们的源极和漏极是可以互换的。

设它们的开启电压|VT|=2v，且输入的模拟信号的变化范围为－5v到＋5v。为使衬底与漏源极之间的PN结任何时刻都不致正偏，故TP的衬底接＋5v，而TN的衬底接－5v电压。二、CMOS传输门(TG)传输门就是一种传输模拟

当C端接-5v时，VTN的栅压即为-5v，uI在-5v~+5v范围内的任意值时，VTN均不导通。同时，VTP的栅压为+5v，VTP亦不导通。可见，当C接低电平时，开关是断开的。

为了使开关接通，可将C端接高电压+5v，uI在-5v~+3v的范围内，VTN导通。同时，VTP的栅压为-5v，uI在-3v~+5v的范围内，VTP将导通。当C端接-5v时，VTN的栅压即为-5v，uI在-5v~

由以上分析可知，当uI＜-3v时，仅有VTN导通，而当uI＞+3v时，仅有VTP导通。当uI在-3v~+3v的范围内，VTN和VTP两管均导通。进一步分析还可以看到，一管导通的程度越深，另一管的导通程度则相应地减少。这是CMOS传输门的优点。由以上分析可知，当uI＜-3v时，仅有VTN导通，而当u三、CMOS与非门

A、B中只要有一个为低电平，就会使两个相串连的NMOS管截止，使两个相并联的PMOS管导通，输出F为高电平。

当A、B全为高电平时，才会使两个串联NMOS管都导通，使两个并联型PMOS管都截止，输出为低电平。则这种电路具有与非的逻辑功能，即：三、CMOS与非门A、B中只要有一个为低电平，就会使两四、CMOS或非门CMOS或非门如下图所示。其中VTP1、VTP2是两个串联的PMOS管，VTN1、VTN2是两个并联的NMOS管。当输入变量A、B中只要有一个为高电平，就会使与它相连的NMOS管导通，与它相连的PMOS管截止，输出F为低电平。只有A、B全为低电平时，两个并联的NMOS管都截止，而两个串联的PMOS都导通，输出F为高电平。则这种电路具有或非功能，即：四、CMOS或非门CMOS或非门如下图所示。其中VTP五、CMOS与或非门CMOS与或非门电路由三个与非门基本电路和一个反相器构成。等效电路五、CMOS与或非门CMOS与或非门电路由三个与非门六、CMOS异或门VTP1、VTP2、VTN1、VTN2组成或非门，其输出控制着VTP5和VTN5的状态，当P=0时，VTP5导通，VTN5截止；当P=1时，VTP5截止，VTN5导通。而当VTP5导通、VTN5截止时，VTP3、VTP4、VTN3、VTN4组成与非门；当VTP5截止，VTN5导通时，F通过VTN5到地。由电路可知：当P=0时，因VTP5导通，VTN5截止，VTP3、VTP4、VTN3、VTN4组成了与非门，则当P=1时，由于VTP5截止，VTN5导通，则六、CMOS异或门VTP1、VTP2、VTN1、VTN整理上述结果，可得到电路的真值表：ABPF0010010110011100整理上述结果，可得到电路的真值表：ABPF0010010七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上，增加了控制端和控制电路构成。CMOS三态门一般有三种形式：⒈

当=1时，VTN1截止，VTP1截止，输出F高阻抗。当=0时，VTN1、VTP1均导通，F=，电路处于正常工作状态。=0有效。七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上，增加了控制端和控制电路构成。CMOS三态门一般有三种形式：⒉当=1时，TG截止，F为高阻态。当=0时，TG导通，F=，处于正常工作状态。

=0有效。七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上，增加了控制端和控制电路构成。CMOS三态门一般有三种形式：⒊当=1时，VTP2截止，VTN1截止，输出F为高阻抗。当=0时，VTP2导通，F==A。电路处于正常工作。七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上八、CMOS漏极开路门(OD门)

CMOS漏极开路门有多种多样，上图所示的是CMOS与非门的电路。这类电路有如下主要特点：①输出MOS管的漏极是开路的。图中虚线所示。②可以实现线与功能，即可以把几个OD门的输出端用导线连接起来实现与运算。③可以用来实现逻辑电平变换。④带负载能力强。八、CMOS漏极开路门(OD门)CMOS漏极开路门有4.3CMOS电路的主要特点和使用中应注意的几个问题一、CMOS集成电路的主要特点①功耗极低。②电源电压范围宽。③抗干扰能力强。④逻辑摆幅大。⑤输入阻抗极高。⑥扇出能力强。⑦集成度很高，温度稳定性好。⑧抗辐射能力强。⑨成本低。4.3CMOS电路的主要特点和使用中应注意的几个问题二、CMOS电路使用中应注意的几个问题①注意输入端的静电保护。②注意输入电路的过流保护。③注意电源电压极性，防止输出端短路。二、CMOS电路使用中应注意的几个问题①注意输入端的静电保5TTL电路与CMOS电路的接口

在目前TTL和CMOS两种电路并存的情况下，经常会遇到需要将两种器件互相对接的问题.由驱动门与负载门的连接的电路图可知，无论是用TTL电路驱动CMOS电路还是用CMOS电路驱动TTL电路，驱动门必须能为负载门提供合乎标准的高、低电平和足够的驱动电流，也就是必须同时满足下列各式：驱动门负载门

VOH(min)≥VIH(min)

VOL(max)≤VIL(max)

IOH(max)≥nIIH(max)

IOL(max)≥mIIL(max)5TTL电路与CMOS电路的接口在目前TTL和C

为便于对照比较，下表中列出了TTL和CMOS两种电路输出电压、输出电流、输入电压和输入电流的参数。

电路种类参数名称TTL74系列TTL74LS系列CMOS4000系列高速CMOS74HC系列高速CMOS74HCT系列VOH(min)/V2.42.74.64.44.4VOL(max)/V0.40.50.050.10.1IOH(max)/mA-0.4-0.4-0.51-4-4IOL(max)/mA1680.5144VIH(min)/V223.53.52VIL(max)/V0.80.81.510.8IIH(max)/uA402.0.10.10.1IIL(MAX)/mA-1.6-0.4-0.1×10-3-0.1×10-3-0.1×10-3为便于对照比较，下表中列出了TTL和CMOS两种一、用TTL电路驱动CMOS电路1.用TTL电路驱动4000系列和74HC系列CMOS电路

根据输入、输出特性表数据可知，无论是用74系列TTL电路作驱动门还是用74LS系列TTL电路作驱动门，都能在n、m大于1的情况下不能满足驱动门、负载门关系式的第四式的要求。因此必须设法将TTL电路输出的高电平提升到3.5v以上。

最简单的解决方法是在TTL电路的输出端和电源之间接入上拉电阻Ru，如右图：一、用TTL电路驱动CMOS电路1.用TTL电路驱动4000

当TTL电路的输出为高电平时，输出级的负载管和驱动管同时截止，故有VOH=VDD-Ru(IO+nIIH)式中的IO为TTL电路输出级T5管截止时的漏电流。由于IO和IIH都很小，所以只要Ru的阻值不是特别大，输出高电平将被提升至VOH≈VDD。在CMOS电路的电源电压较高时，它所要求的VIH(min)值将超过推拉式输出结构TTL电路输出端能够承受的电压。在这种情况下，应采用集电极开路输出结够的TTL门电路(OC门)作为驱动门。OC门输出端三极管的耐压较高，可达30v以上。Ru的取值范围的计算方法与OC门外接上拉电阻的计算按下式进行：当TTL电路的输出为高电平时，输出级的负载管和驱一、用TTL电路驱动CMOS电路1.用TTL电路驱动4000系列和74HC系列CMOS电路

另一种解决的方法是使用带电平偏移的CMOS门电路实现电平转换。例如CC40109就是这种带电平偏移的门电路。见下图：

可见，它有两个电源输入端VCC和VDD，当VCC=5v，VDD=10v，输入为1.5v/3.5v时，输出为9v/1v。这个输出电平足以满足后面COMS电路对输入高、低电平的要求。一、用TTL电路驱动CMOS电路1.用TTL电路驱动40002.用TTL电路驱动74HCT系列CMOS门电路

为了能方便地实现直接驱动，又生产了74HCT系列高速CMOS电路。通过改进工艺和设计，使74HCT系列的VIH(min)值降至2v。由输入、输出特性参数表可知，将TTL电路的输出直接接到74HCT系列电路的输入端时，驱动门和负载门的四个关系式全部能满足。因此，无需外加任何元器件。2.用TTL电路驱动74HCT系列CMOS门电二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电路驱动74系列TTL电路第一种方法是将同一个封装内的门电路并联使用虽然同一封装的两个门电路的参数比较一致，但不可能完全相同，所以两个门并联后的最大负载电流略低于每个门最大负载电流的两倍。二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电路驱动74系列TTL电路

第二种方法是在CMOS电路的输出端增加一级CMOS驱动器二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电路驱动74系列TTL电路

第三种方法（找不到合适的驱动器时），即使用分离器件的电流放大器实现电流扩展

只要放大器的电路参数选的合理，定可做到既满足iB＜-IOH(CMOS)，又满足IOL＞nIlL(TTL)。同时，放大器输出的高低电平也符合驱动门和负载门的关系式(1)、(2)的要求。二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电

2.用4000系列CMOS电路驱动74LS系列TTL电路

从输入、输出特性参数表可知，这时驱动门和负载门的四个关系式都能满足，故可将CMOS电路的输出与74LS系列门电路的输入直接连接。但如果n＞1，则仍需采用上面讲到的这些方法才能相连。

3.用74HC/74HCT系列CMOS电路驱动74LS系列TTL电路

根据输入、输出特性参数表给出的数据可知，无论负载门是74系列TTL电路还是74LS系列TTL电路，都可以直接用74HCT系列CMOS门驱动，这时驱动门和负载门的四个关系式同时满足。可驱动负载门的数目不难从输入、输出特性参数表中求出。2.用4000系列CMOS电路驱动74LS系列TTL电路6门电路的VHDL描述6.1二输入与非门、与门、或门、或非门、异或门的VHDL程序(1)程序1

LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYnand2ISPORT(A,B:INSTD_LOGIC;F:OUTSTD_LOGIC);ENDnand2;ARCHITECTUREnand2_1OFnand2ISBEGINF<=ANANDB;ENDnand2_1;将F＜=ANANDB中的NAND修改为AND、OR、NOR、XOR，nand2也作相应的修改，如and2、or2、nor2、xor2。即可得到二输入的与门、或门、或非门、异或门的VHDL程序。6门电路的VHDL描述6.1二输入与非门、与门、或门、或非(2)程序2LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYnand2ISPORT(A,B:INSTD_LOGIC;F:OUTSTD_LOGIC);ENDnand2;ARCHITECTUREoneOFnand2ISBEGINT1:PROCESS(A,B)VARIABLEcomb:STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);BEGINComb:=A&B;(2)程序2LIBRAR

CASEcombISWHEN“00”=＞F＜=‘1’；WHEN“01”=＞F＜=‘1’；WHEN“10”=＞F＜=‘1’；WHEN“11”=＞F＜=‘0’；WHENOTHERS=＞F＜=‘X’；ENDCASE；ENDPROCESST1；ENDone;与程序1类似，将nand2修改为and2、or2、nor2、xor2,根据二输入的与门、或门、或非门、异或门的真值表，修改：WHEN“01”=＞F＜=‘?’;WHEN“10”=＞F＜=‘?’;WHEN“11”=＞F＜=‘?’;即可得到二输入的与门、或门、或非门、异或门的VHDL程序。CASEco6.2四输入与非门VHDL程序(1)程序1LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYnand4ISPORT(A,B,C,D:INSTD_LOGIC;F:OUTSTD_LOGIC);ENDnand4;ARCHITECTUREnand4AOFnand4ISBEGINF＜=NOT(AANDBANDCANDD);ENDnand4A;6.2四输入与非门VHDL程序(1)程序1(2)程序2LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYnand4ISPORT(A,B,C,D:INSTD_LOGIC;F:OUTSTD_LOGIC);ENDnand4;ARCHITECTUREnand4BOFnand4ISBEGINP1:PROCESS(A,B,C,D)VARIABLEtmp:STD_LOGIC_VECTOR(3Downto0);BEGINtmp:=A&B&C&D;(2)程序2LICASEtmpISWHEN“0000”=＞F＜=‘1’;WHEN“0001”=＞F＜=‘1’；WHEN“0010”=＞F＜=‘1’；WHEN“0011”=＞F＜=‘1’；WHEN“0100”=＞F＜=‘1’；WHEN“0101”=＞F＜=‘1’；WHEN“0110”=＞F＜=‘1’；WHEN“0111”=＞F＜=‘1’；WHEN“1000”=＞F＜=‘1’；WHEN“1001”=＞F＜=‘1’；WHEN“1010”=＞F＜=‘1’；WHEN“1011”=＞F＜=‘1’；

WHEN“1100”=＞F＜=‘1’；WHEN“1101”=＞F＜=‘1’；WHEN“1110”=＞F＜=‘1’；WHEN“1111”=＞F＜=‘0’；WHENOTHERS=＞F＜‘X’；ENDCASE；ENDPROCESSPI；ENDnand4b;与二输入与非门、与门、或非门、或门、异或门VHDL程序设计类似，修改表达式F＜=NOT(AANDBANDCANDD)，或者根据真值表修改：WHCASEtmpISWHEN“0000”＞=F＜=‘?’；WHEN“0001”＞=F＜=‘?’；…WHEN“1111”＞=F＜=‘?’；WHENOTHERS＞=F＜=‘X’；ENDCASE；

即可得到四输入的与门、或门、或非门、异或门等的VHDL程序。CASEtmp小节

1.用以实现基本逻辑运算和复合运算的单元电路称为门电路。

2.分立元件门电路，只介绍了与门、或门和非门，通过它们可以具体地体会到与、或、非三种最基本的逻辑运算，是怎么样与半导体电子线路联系起来的，也即用电子电路是怎样实现与、或、非运算的。小节1.用以实现基本逻辑运算和复合运算的单元电

3.TTL集成门电路是本章的重点，介绍了TTL集成与非门、与门、或非门、与或非门、异或门、同或门、三态门、OC门、ECL门等。它们结构特点是：由输入级、中间级和输出级三部分组成。这三级不同组合可以构成品种繁多、形式多样的TTL门电路。熟练掌握了TTL与非门和或非门，其他形式TTL门基本上可以派生得到。3.TTL集成门电路是本章的重点，介绍了

4.MOS门电路，特别是CMOS门电路是具有发展前途的门电路。也可以组成与非门、或非门、与或非门、异或门、同或门等。由于MOSFET在结构上具有对称性，它还可以构成信号传输门。此传输门除了在取样——保持、斩波电路、模数和数模转换得到广泛应用外，同时在构成基本门方面也带来许多方便。4.MOS门电路，特别是CMOS门电路是具5.介绍了TTL电路与CMOS电路的接口问题。6.最后介绍了门电路的VHDL语言描述方法。数字电子逻辑门电路课件数字电子逻辑门电路1概述2分立元件门电路3TTL集成门电路4MOS门电路5TTL电路与CMOS电路的接口6门电路的VHDL描述数字电子逻辑门电路1概述2分立元件门电路3TTL集成门逻辑门电路1概述用以实现基本逻辑运算和符合逻辑运算的单元电路称为门电路。常用的门电路有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、同或门等。

门电路的种类：按是否集成分类有分立元件逻辑门电路、集成逻辑门电路。而后者又分为TTL门电路和MOS门电路等。逻辑门电路1概述用以实现基本逻辑运算和符合逻辑运算2分立元件门电路2.1二极管与门最简单的与门可以用二极管和电阻组成。设VCC=5v，A、B端输入的高低电平分别为VIH=3v,VIL=0v，二极管VD1、VD2的正向导通压降VDF=0.7v。A、B当中有一个是低电平0v必有一个二极管导通使F为0.7v2分立元件门电路2.1二极管与门最简单的与门可以用2分立元件门电路2.1二极管与门最简单的与门可以用二极管和电阻组成。设VCC=5v，A、B端输入的高低电平分别为VIH=3v,VIL=0v，二极管VD1、VD2的正向导通压降VDF=0.7v。A、B同时为高电平3vF为3.7v2分立元件门电路2.1二极管与门最简单的与门可以用如果规定2v以上为高电平，用逻辑1状态表

示；1v以下为低电平，用逻辑0表示。则逻辑

电平列表改写成真值表为： A(v)B(v)F(v)000.7030.7300.7333.7则输入、输出逻辑电平列表为：ABF000010100111F=AB如果规定2v以上为高电平，用逻辑1状态表

示；1v以2.2二极管或门最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成。A、B同时为低电平0vF为0v2.2二极管或门最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成2.2二极管或门最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成。A、B当中有一个是高电平F为高电平2.3v2.2二极管或门最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成则输入、输出逻辑电平列表为：A(v)B(v)F(v)000032.3302.3332.3如果规定2v以上为高电平，用逻辑1状态表示；1v以下为低电平，用逻辑0表示。则逻辑电平列表改写成真值表为：ABF000011101111F=A+B则输入、输出逻辑电平列表为：A(v)B(v)F(v)0002.3三极管非门A为低电平0vVT管截止F为高电平3v2.3三极管非门A为低电平0vVT管截止F为高电平3v2.3三极管非门A为高电平3vVT管饱和导通F为低电平0.3v输出、输出的逻辑关系为：2.3三极管非门A为高电平3vVT管饱和导通F为低电平0.3TTL集成门电路3.1TTL集成门电路的结构TTL集成门电路的结构一般分为三级，即输入级、中间级和输出级。完成信号输入放大作用完成信号处理及耦合作用完成驱动放大作用3TTL集成门电路3.1TTL集成门电路的结构T1.输入级形式C=AC=A+BC=ABC=AB1.输入级形式C=AC=A+BC=ABC=AB2.中间级形式⑴单变量分相器对于功能不同的门，这部分电路不一样。例如TTL与非门中间级就是分相器；或非门中间级就是线与电路。分相器的逻辑表达式为：2.中间级形式⑴单变量分相器对于功能不同的门，这部分⑵A+B分相器A、B中有一个为高电平VT1、VT2必有一个饱和导通F2必然为高电平，F1为低电平。⑵A+B分相器A、B中有一个为高电平VT1、VT2必有一个⑵A+B分相器A、B均为低电平VT1、VT2都截止F2必然为高电平，F1为低电平。输入、输出的逻辑关系为：⑵A+B分相器A、B均为低电平VT1、VT2都截止F其输出与输入变量的逻辑关系为：

根据以上分析，不难得到n个变量之(或)的分相器。其输出与输入变量的逻辑关系为： 根据以上分析，3.输出级形式TTL集成门电路输出有四种输出形式，即(a)集电极开路输出，(b)三态门输出，(c)图腾柱输出，(d)复合管和图腾柱输出。(a)(b)特点：具有控制VT1、VT2均截止的电路，当控制有效时，输出端F呈高阻态；当控制无效时，按逻辑门正常功能输出0，1两态。特点：要接负载电阻RL和驱动电压VCC，实现高压、大电流驱动。3.输出级形式TTL集成门电路输出有四种输出形式，即3.输出级形式TTL集成门电路输出有四种输出形式，即(a)集电极开路输出，(b)三态门输出，(c)图腾柱输出，(d)复合管和图腾柱输出。(c)(d)特点：任何时候作为输出的两个三极管，总有一个处于截止状态，而另一个处于饱和导通状态，该电路具有较强的驱动能力。特点：具有图腾柱输出和复合管输出的特点，有极强驱动能力。3.输出级形式TTL集成门电路输出有四种输出形式，即3.2TTL门电路一、TTL与非门电路输入级中间级输出级由多发射极三极管VT1和电阻R1组成为典型的单变量C输入的分相器为典型的复合管和图腾柱输出形式3.2TTL门电路一、TTL与非门电路输入级中间级输出级由二、TTL与门电路输入级中间级输出级F=AB二、TTL与门电路输入级中间级输出级F=AB三、与或非门和或非门电路输入级中间级输出级由两个独立的与门电路组成为A+B典型分相器由典型的复合管和图腾柱输出构成三、与或非门和或非门电路输入级中间级输出级由两个独立的与门电

或非门电路构成：在与或非门电路的基础上，去除输入级发射极B和D，即输入级就是单发射极三极管，或者在与或非门电路中，在B、D加固定的高电平“1”，就构成了或非门电路。其输出与输入变量的逻辑关系为：或非门电路构成：四、TTL异或门电路首先将异或公式变换一下：输入级中间级输出级四、TTL异或门电路首先将异或公式变换一下：输入级中间级五、集成TTL同或门电路首先将同或公式变换一下：输入级中间级输出级F=AB五、集成TTL同或门电路首先将同或公式变换一下：输入级中六、TTL三态门电路所谓“三态”，即输出不仅有“0”、“1”两态，还有第三态，即高阻态。EN=1六、TTL三态门电路所谓“三态”，即输出不仅有“0”六、TTL三态门电路所谓“三态”，即输出不仅有“0”、“1”两态，还有第三态，即高阻态。EN=0输出呈高阻态导通截止截止导通截止六、TTL三态门电路所谓“三态”，即输出不仅有“0”七、集电极开路的门电路(OC门)

我们知道，推拉式输出电路结构具有输出电阻很低的优点，但有一定的局限性。首先不能把它们的输出端并联使用。其次，在采用推拉式输出级的门电路中，电流一经确定，输出的高电平就固定了，因而无法满足对不同输出高低电平的要求。此外，推拉式电路结构也不能满足驱动较大电流且高电压的负载的要求。七、集电极开路的门电路(OC门)我们知道，推拉式输出克服上述局限性的方法就是把输出级改为集电极开路的三极管结构，做成集电极开路的门电路。需要外接负载电阻和电源克服上述局限性的方法就是把输出级改为集电极开路的将两个OC结构的与非门作线与连接：

F1、F2有一个是低电平，输出F就是低电平。只有F1、F2同时为高电平时，输出F才是高电平，即F=F1·F2。即：将两个OC结构的与非门作线与连接：F1、F2有八、ECL门电路

ECL门是一种非饱和型高速数字集成电路，它的平均传输延迟时间可在2ns以下，是目前双极型电路中速度最高的。1.ECL门电路的基本单元ECL门电路的基本单元是一个差动放大器。根据差动放大器的原理，VC2与VI同极性，VC1与VI反极性。即：八、ECL门电路ECL门是一种非饱和型高速数字集成电

故ECL门电路的基本单元是单变量分相器。当输入VI为低电平VIL=－1.6v时：截止导通VE=VREF-VBE2=-2v；RE上的电流IE=(VE-VEE)/RE=3mA；VC2=-IER2=-0.8v；VC1=0v；此时VT2管集电结的反偏电压VCB2=VC2-VREF=0.5v；故VT2工作在放大状态，而不是饱和状态。故ECL门电路的基本单元是单变量分相器。当输入VI为低电

故ECL门电路的基本单元是单变量分相器。当输入VI为高电平VIH=－0.8v时：导通截止VE=VIH-VBE1=-1.5v；RE上的电流IE=(VE-VEE)/RE=3.5mA；VC1=-IER1=-0.8v；此时VT1管集电结的反偏电压VCB1=VC1-VIH=0v；故VT1工作在放大状态，而不是饱和状态。故ECL门电路的基本单元是单变量分相器。当输入VI为高电2.ECL门的实际电路VT6组成一个简单的电压跟随器，为VT5提供一个参考电压VT7、VT8组成电压跟随器，起电平移动作用和隔离作用

输入输出的逻辑关系为：2.ECL门的实际电路VT6组成一个简单的电压跟随器，为VT3.ECL门电路的工作特点优点：①由于三极管导通时工作在非饱和状态，且逻辑电平摆幅小，传输时间tpd可缩短至2ns以下，工作速度最高；②输出有互补性，使用方便，灵活；③输出阻抗低，带负载能力强；④电源电流基本不变，电路内部开关噪声低。缺点：①噪声容限低；②电路功耗大。3.ECL门电路的工作特点优点：①由于三极管导通时工4MOS门电路4.1NMOS门电路一、NMOS非门

VT1管为驱动管，VT2管为负载管，两管都是增强型NMOS管。设VT1和VT2的开启电压分别为VT1、VT2。由于VT2管栅极接正电源VDD，所以VT2总是导通的。当输入为低电平时，VT1截止，输出F为高电平VOH=VDD-VT2。当输入为高电平时，VT1导通，输出F的电平：VD=VDDRDS1/(RDS1+RDS2).其中RDS1和RDS2分别为VT1和VT2导通时漏源等效电阻，其大小取决于管子在制造时的沟道宽长比和工作状态。电路实现逻辑非功能：4MOS门电路4.1NMOS门电路一、NMOS非门二、NMOS或非门VT1、VT2为驱动管，VT3为负载管。要求RDS3远大于RDS1∥RDS2。只要A、B中有一个为高电平，则必有一个驱动管导通，输出F为低电平；只有A、B全为低电平时，VT1、VT2全截止，输出F才为高电平。可见电路实现了或非门功能，即：二、NMOS或非门VT1、VT2为驱动管，VT3为负载三、NMOS与非门

VT1、VT2为驱动管，VT3为负载管。要求RDS3远大于(RDS1+RDS2)。只有A、B全为高电平时，VT1、VT2才同时导通，输出F才为低电平；若A、B中有一个为低电平，VT1、VT2至少有一管截止，输出对地不通，输出F为高电平。可见电路实现了与非功能，即：三、NMOS与非门VT1、VT2为驱动管，VT3为负载管四、NMOS与或非门VT1、VT2、VT3、VT4为驱动管，VT5为负载管。要求RDS5远大于(RDS1+RDS2)∥(RDS3+RDS4)。其输出与输入变量的逻辑关系为与或非关系。即：四、NMOS与或非门VT1、VT2、VT3、VT4为驱动管，4.2CMOS门电路由N沟道和P沟道两种MOSFET组成的电路为互补MOS或CMOS电路。一、CMOS反相器A=0导通UGSP=－VDD截止F为高电平4.2CMOS门电路由N沟道和P沟道两种MOSFET4.2CMOS门电路由N沟道和P沟道两种MOSFET组成的电路为互补MOS或CMOS电路。一、CMOS反相器A=1截止导通F为低电平

则输入输出的逻辑关系为：4.2CMOS门电路由N沟道和P沟道两种MOSFET二、CMOS传输门(TG)传输门就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOSFET并联而成。因VTP和VTN是结构对称的器件，它们的源极和漏极是可以互换的。

设它们的开启电压|VT|=2v，且输入的模拟信号的变化范围为－5v到＋5v。为使衬底与漏源极之间的PN结任何时刻都不致正偏，故TP的衬底接＋5v，而TN的衬底接－5v电压。二、CMOS传输门(TG)传输门就是一种传输模拟

当C端接-5v时，VTN的栅压即为-5v，uI在-5v~+5v范围内的任意值时，VTN均不导通。同时，VTP的栅压为+5v，VTP亦不导通。可见，当C接低电平时，开关是断开的。

为了使开关接通，可将C端接高电压+5v，uI在-5v~+3v的范围内，VTN导通。同时，VTP的栅压为-5v，uI在-3v~+5v的范围内，VTP将导通。当C端接-5v时，VTN的栅压即为-5v，uI在-5v~

由以上分析可知，当uI＜-3v时，仅有VTN导通，而当uI＞+3v时，仅有VTP导通。当uI在-3v~+3v的范围内，VTN和VTP两管均导通。进一步分析还可以看到，一管导通的程度越深，另一管的导通程度则相应地减少。这是CMOS传输门的优点。由以上分析可知，当uI＜-3v时，仅有VTN导通，而当u三、CMOS与非门

A、B中只要有一个为低电平，就会使两个相串连的NMOS管截止，使两个相并联的PMOS管导通，输出F为高电平。

当A、B全为高电平时，才会使两个串联NMOS管都导通，使两个并联型PMOS管都截止，输出为低电平。则这种电路具有与非的逻辑功能，即：三、CMOS与非门A、B中只要有一个为低电平，就会使两四、CMOS或非门CMOS或非门如下图所示。其中VTP1、VTP2是两个串联的PMOS管，VTN1、VTN2是两个并联的NMOS管。当输入变量A、B中只要有一个为高电平，就会使与它相连的NMOS管导通，与它相连的PMOS管截止，输出F为低电平。只有A、B全为低电平时，两个并联的NMOS管都截止，而两个串联的PMOS都导通，输出F为高电平。则这种电路具有或非功能，即：四、CMOS或非门CMOS或非门如下图所示。其中VTP五、CMOS与或非门CMOS与或非门电路由三个与非门基本电路和一个反相器构成。等效电路五、CMOS与或非门CMOS与或非门电路由三个与非门六、CMOS异或门VTP1、VTP2、VTN1、VTN2组成或非门，其输出控制着VTP5和VTN5的状态，当P=0时，VTP5导通，VTN5截止；当P=1时，VTP5截止，VTN5导通。而当VTP5导通、VTN5截止时，VTP3、VTP4、VTN3、VTN4组成与非门；当VTP5截止，VTN5导通时，F通过VTN5到地。由电路可知：当P=0时，因VTP5导通，VTN5截止，VTP3、VTP4、VTN3、VTN4组成了与非门，则当P=1时，由于VTP5截止，VTN5导通，则六、CMOS异或门VTP1、VTP2、VTN1、VTN整理上述结果，可得到电路的真值表：ABPF0010010110011100整理上述结果，可得到电路的真值表：ABPF0010010七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上，增加了控制端和控制电路构成。CMOS三态门一般有三种形式：⒈

当=1时，VTN1截止，VTP1截止，输出F高阻抗。当=0时，VTN1、VTP1均导通，F=，电路处于正常工作状态。=0有效。七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上，增加了控制端和控制电路构成。CMOS三态门一般有三种形式：⒉当=1时，TG截止，F为高阻态。当=0时，TG导通，F=，处于正常工作状态。

=0有效。七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上，增加了控制端和控制电路构成。CMOS三态门一般有三种形式：⒊当=1时，VTP2截止，VTN1截止，输出F为高阻抗。当=0时，VTP2导通，F==A。电路处于正常工作。七、CMOS三态门电路三态输出门是在普通门的基础上八、CMOS漏极开路门(OD门)

CMOS漏极开路门有多种多样，上图所示的是CMOS与非门的电路。这类电路有如下主要特点：①输出MOS管的漏极是开路的。图中虚线所示。②可以实现线与功能，即可以把几个OD门的输出端用导线连接起来实现与运算。③可以用来实现逻辑电平变换。④带负载能力强。八、CMOS漏极开路门(OD门)CMOS漏极开路门有4.3CMOS电路的主要特点和使用中应注意的几个问题一、CMOS集成电路的主要特点①功耗极低。②电源电压范围宽。③抗干扰能力强。④逻辑摆幅大。⑤输入阻抗极高。⑥扇出能力强。⑦集成度很高，温度稳定性好。⑧抗辐射能力强。⑨成本低。4.3CMOS电路的主要特点和使用中应注意的几个问题二、CMOS电路使用中应注意的几个问题①注意输入端的静电保护。②注意输入电路的过流保护。③注意电源电压极性，防止输出端短路。二、CMOS电路使用中应注意的几个问题①注意输入端的静电保5TTL电路与CMOS电路的接口

在目前TTL和CMOS两种电路并存的情况下，经常会遇到需要将两种器件互相对接的问题.由驱动门与负载门的连接的电路图可知，无论是用TTL电路驱动CMOS电路还是用CMOS电路驱动TTL电路，驱动门必须能为负载门提供合乎标准的高、低电平和足够的驱动电流，也就是必须同时满足下列各式：驱动门负载门

VOH(min)≥VIH(min)

VOL(max)≤VIL(max)

IOH(max)≥nIIH(max)

IOL(max)≥mIIL(max)5TTL电路与CMOS电路的接口在目前TTL和C

为便于对照比较，下表中列出了TTL和CMOS两种电路输出电压、输出电流、输入电压和输入电流的参数。

电路种类参数名称TTL74系列TTL74LS系列CMOS4000系列高速CMOS74HC系列高速CMOS74HCT系列VOH(min)/V2.42.74.64.44.4VOL(max)/V0.40.50.050.10.1IOH(max)/mA-0.4-0.4-0.51-4-4IOL(max)/mA1680.5144VIH(min)/V223.53.52VIL(max)/V0.80.81.510.8IIH(max)/uA402.0.10.10.1IIL(MAX)/mA-1.6-0.4-0.1×10-3-0.1×10-3-0.1×10-3为便于对照比较，下表中列出了TTL和CMOS两种一、用TTL电路驱动CMOS电路1.用TTL电路驱动4000系列和74HC系列CMOS电路

根据输入、输出特性表数据可知，无论是用74系列TTL电路作驱动门还是用74LS系列TTL电路作驱动门，都能在n、m大于1的情况下不能满足驱动门、负载门关系式的第四式的要求。因此必须设法将TTL电路输出的高电平提升到3.5v以上。

最简单的解决方法是在TTL电路的输出端和电源之间接入上拉电阻Ru，如右图：一、用TTL电路驱动CMOS电路1.用TTL电路驱动4000

当TTL电路的输出为高电平时，输出级的负载管和驱动管同时截止，故有VOH=VDD-Ru(IO+nIIH)式中的IO为TTL电路输出级T5管截止时的漏电流。由于IO和IIH都很小，所以只要Ru的阻值不是特别大，输出高电平将被提升至VOH≈VDD。在CMOS电路的电源电压较高时，它所要求的VIH(min)值将超过推拉式输出结构TTL电路输出端能够承受的电压。在这种情况下，应采用集电极开路输出结够的TTL门电路(OC门)作为驱动门。OC门输出端三极管的耐压较高，可达30v以上。Ru的取值范围的计算方法与OC门外接上拉电阻的计算按下式进行：当TTL电路的输出为高电平时，输出级的负载管和驱一、用TTL电路驱动CMOS电路1.用TTL电路驱动4000系列和74HC系列CMOS电路

另一种解决的方法是使用带电平偏移的CMOS门电路实现电平转换。例如CC40109就是这种带电平偏移的门电路。见下图：

可见，它有两个电源输入端VCC和VDD，当VCC=5v，VDD=10v，输入为1.5v/3.5v时，输出为9v/1v。这个输出电平足以满足后面COMS电路对输入高、低电平的要求。一、用TTL电路驱动CMOS电路1.用TTL电路驱动40002.用TTL电路驱动74HCT系列CMOS门电路

为了能方便地实现直接驱动，又生产了74HCT系列高速CMOS电路。通过改进工艺和设计，使74HCT系列的VIH(min)值降至2v。由输入、输出特性参数表可知，将TTL电路的输出直接接到74HCT系列电路的输入端时，驱动门和负载门的四个关系式全部能满足。因此，无需外加任何元器件。2.用TTL电路驱动74HCT系列CMOS门电二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电路驱动74系列TTL电路第一种方法是将同一个封装内的门电路并联使用虽然同一封装的两个门电路的参数比较一致，但不可能完全相同，所以两个门并联后的最大负载电流略低于每个门最大负载电流的两倍。二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电路驱动74系列TTL电路

第二种方法是在CMOS电路的输出端增加一级CMOS驱动器二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电路驱动74系列TTL电路

第三种方法（找不到合适的驱动器时），即使用分离器件的电流放大器实现电流扩展

只要放大器的电路参数选的合理，定可做到既满足iB＜-IOH(CMOS)，又满足IOL＞nIlL(TTL)。同时，放大器输出的高低电平也符合驱动门和负载门的关系式(1)、(2)的要求。二、用CMOS电路驱动TTL电路1.用4000系列CMOS电

2.用4000系列CMOS电路驱动74LS系列TTL电路

从输入、输出特性参数表可知，这时驱动门和负载门的四个关系式都能满足，故可将CMOS电路的输出与74LS系列门电路的输入直接连接。但如果n＞1，则仍需采用上面讲到的这些方法才能相连。

3.用74HC/74HCT系列CMOS电路驱动74LS系列TTL电路

根据输入、输出特性参数表给出的数据可知，无论负载门是74系列TTL电路还是74LS系列TTL电路，都可以直接用74HCT系列CMOS门驱动，这时驱动门和负载门的四个关系式同时满足。可驱动负载门的数目不难从输入、输出特性参数表中求出。2.用4000系列CMOS电路驱动74LS系列TTL电路6门电路的VHDL描述6.1二输入与非门、与门、或门、或非门、异或门的VHDL程序(1)程序1

LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYnand2ISPORT(A,B:INSTD_LOGIC;F:OUTSTD_LOGIC);ENDnand2;ARCHITECTUREnand2_1OFnand2ISBEGINF<=ANANDB;ENDnand2_1;将F＜=ANANDB中的NAND修改为AND、OR、NOR、XOR，nand2也作相应的修改，如and2、or2、nor2、xor2。即可得到二输入的与门、或门、或非门、异或门的VHDL程序。6门电路的VHDL描述6.1二输入与非门、与门、或门、或非(2)程序2LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYnand2ISPORT(A,B:INSTD_LOGIC;F:OUTSTD_LOGIC);ENDnand2;ARCHITECTUREoneOFnand2ISBEGINT1:PROCESS(A,B)VARIABLEcomb:STD_LOGIC_