第6章逻辑门电路讲义课件

6.1

晶体管的开关作用6.3TTL集成门电路6.2

基本逻辑门电路第6章逻辑门电路6.4

其它类型的TTL与非门

1．数字信号的特点6.1

数字电路的特点及分析方法

电路中的数字信号在数值上是不连续的，不随时间连续变化，即为离散的电信号。

2．数字电路的特点

数字电路的基本工作信号是二进制的数字信号，即“0”和“1”，对应在电路上为低电平和高电平。所以电路简单，易于集成化。

3．数字电路的分析方法

数字电路主要是研究逻辑关系。通常，数字电路用逻辑代数、真值表、逻辑图等方法进行分析。6.2.1

二极管的开关特性

（1）实验电路6.2

晶体管的开关特性

①开关S置A端，VD导通，它呈现的正向压降很小，相当于开关的接通状态。

当二极管的正向电阻和反相电阻有很大差别时，二极管即可作为开关使用。

（2）结论

②开关S置B端，VD截止，它呈现的反向电阻很大，相当于开关的断开状态。6.1.2晶体管开关电路晶体管的三种工作状态：（二）饱和状态集电结、发射结均反向偏置，即UBE<0（2）IC

UC/RC

UCE0（三）截止状态即UCE<UBE

（1）

IB=0、IC

0（2）

UCE

EC（1）发射结正向偏置；集电结正向偏置。（1）发射结正向偏置，集电结反向偏置。对于NPN型三极管应满足:VC

>

VB

>

VE且IC=

IB（一）放大状态

6.3.1

与门电路6.3

逻辑门电路

1．与逻辑关系

当决定一件事情的几个条件完全具备之后，这件事情才能发生，否则不发生。

能实现与逻辑功能的电路称为与门电路。

2．与门电路

（2）逻辑功能

有0

出0

。

全1

出1

。

Y=A·B

（3）逻辑函数数式：6.3

逻辑门电路（1）分析工作原理

当A、B两输入端均为高电平时，二极管VD1、VD2导通，Y为高电平（3V）。

当A、B两输入端均为低电平，或有一个输入端为低电平时，与低电平相连接的二极管导通，Y为低电平（0V）。

（4）真值表：表明逻辑门电路输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表格。（5）符号：输入输出ABY0011010100016.3

逻辑门电路与逻辑关系真值表如下。

6.3.2

或门电路

1．或逻辑关系：

当决定一件事情的几个条件中，只要有一个条件得到满足，这件事情就会发生。6.3

逻辑门电路

2．或门电路

（2）逻辑功能

有1

出1

。

全0

出0

。

Y=A+B

（3）逻辑函数数式：6.3

逻辑门电路（1）分析工作原理

当A、B两输入端均为低电平时，二极管VD1、VD2截止，Y为低电平（0V）。

当A、B两输入端有一个输入端为高电平，或全为高电平时，与高电平相连接的二极管导通，Y为高电平（3V）。

（4）真值表：（5）符号：输入输出ABY0011010101116.3

逻辑门电路6.3.3

非门电路

1．非逻辑关系：

事情（输出信号）和条件（输入信号）总是呈相反状态。6.3

逻辑门电路

2．非门电路

有0

出1

。有1

出0

。

Y=

（4）直值表

（3）逻辑函数数式：

（2）逻辑功能

（3）逻辑函数式：输入输出AY01106.3

逻辑门电路

输出信号与输入信号存在“反相”关系。即输入低电平，输出为高电平；输入高电平，输出为低电平。（1）分析工作原理6.3.4

与非门

3．逻辑符号

Y=

将一个与门和一个非门联结起来，就构成了一个与非门。

2．逻辑函数数式

1．与非门6.3

逻辑门电路ABA+BY=0011010100011110

4．真值表

全1

出0

。有0

出1

。

5．逻辑功能

6.3

逻辑门电路6.3.5

或非门

1．或非门

在或门后面接一个非门，就构成或非门。

2．逻辑函数数式

3．逻辑符号

Y=

6.3

逻辑门电路ABA+

BY=0011010101111000

4．真值表

全0

出1

。有1

出0

。

5．逻辑功能

6.3

逻辑门电路6.3.6

与或非门

1．与或非门

与或非门是由多个基本门组合在一起所构成的复合逻辑门，一般由两个或多个与门和一个或门，再和一个非门串联而成。

2．逻辑函数数式：

Y=

4．逻辑关系

3．逻辑符号一组全1

出0

；

各组有0

出1。

6.3

逻辑门电路

（5）真值表ABCDY000000001111111100001111000011110011001100110011010101010101010111101110111000006.3

逻辑门电路6.3.7

异或门

1．逻辑符号

2．逻辑函数数式：

Y=

或6.3

逻辑门电路

3．真值表

同出0

。异出1

。

4．逻辑功能

输入输出ABY0011010101106.3

逻辑门电路6.3.8

同或门

1．逻辑函数数式：

Y=

或

Y=

A⊙B

输入输出ABY001101011001

2．真值表

同出1，异出0

。

3．逻辑功能6.3

逻辑门电路1.二极管与门电路

+12vABCDADBDC设uA=0，

uB=uC=3V

则DA导通uY=0.3VuY=0.3VYDB、DC截止R设二极管管压降为0.3伏6-3

基本逻辑门电路Y=0uA，uB，uC中任意一个或两个为0，Y=0

+12vABCDADBDC设

uA=uB=uC=0DA、DB、DC都导通Y=0uY=0.3VYuY=0.3VRuY=3.3V

+12vABCDADBDCYR设uA=uB=uC=3V

uY=3.3V，Y=1DA、DB、DC都导通1.二极管与门电路

+12vABCDADBDCY由以上分析可知：只有当A、B、C全为高电平时，输出端才为高电平。正好符合与门的逻辑关系。Y=ABCABCY&R1.二极管与门电路DA

–12vYABCDBDC设uA=uB=uC=3VDA

、DB、DC都导通uY=2.7VuY=2.7V，Y=1RuY=–0.3VDA

–12vYABCDBDCR设uA=uB=uC=0V

DA、DB、DC都导通uY=–0.3V，Y=0DA

–12vYABCDBDCY=A+B+C由以上分析可知：只有当A、B、C全为低电平时，输出端才为低电平。正好符合或门的逻辑关系。RYABC>1设

uA=3V，uB=uC=0V

则DA导通。

uY=3–0.3=2.7V

DB、DC截止，

Y=1DA

–12vYABCDBDCuY=2.7V2..2二极管或门电路RuA，uB，uC中任意一个或两个为1，Y=13.

非门电路设uA=3V，T饱和导通•+12V+3VDRcT–12VRBRkAYuY=0.3VuY=0.3V，Y=0，D截止设uA=0V，

T截止，D导通A1YY=A•+12V+3VDRcT–12VRBRkAYuY=3.3V•uY=3.3V，Y=1由以上分析可知：当A为低电平时，输出端为高电平。当A为高电平时，输出端为低电平。正好符合非门的逻辑关系。3.

非门电路1.

与门和非门构成与非门

Y=ABCY=A+B+CABC1Y&ABCY&4.复合门电路2.

或门和非门构成或非门

ABC1Y>1ABCY>1有0出1全1则0有1出0全0则14.

异或门

Y=AB+AB5.

同或门AC=YY=AB+ABABY=13.

与或非门Y=AB+CDABCDY&&>1真值表AB00011011Y011

0=AB真值表AB00011011Y100

1=AB.课堂训练1、下图是一个或非门电路，如果两个输入端中有一个输入的是高电平，另一个输入的是低电平，那么它的输出端输出的是高电平还是低电平？输入A输入B输出Y001010100110课堂训练2、由某门电路构成的一简单控制电路如图，其中为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮。①请在电路中虚线框内画出该门电路符号；②该门电路是

。 RAY1非门

二极管逻辑门电路，电路结构简单，简单的串联连接就可以实现更复杂的逻辑运算，但是这些电路的输出电阻大，带载能力差，开关性能不理想，所以引入TTL逻辑门电路。第三节TTL逻辑门电路与非或非TTL集成电路分为：

74系列：用于民用电子产品的设计和生产，工作温度为0-70℃。

54系列：用于军用电子产品的设计和生产，工作温度为-55-+125℃。TTL的含义：TransistorTransistorLogic

TTL逻辑门电路由若干双极型三极管(BJT)和电阻组成。一、标准生产工艺的TTL非门的工作原理

TTL：TransistorTransistorLogic

输出级T3、D、T4和Rc4构成推拉式的输出级。用于提高开关速度和带负载能力。中间级T2和电阻Rc2、Re2组成，从T2的集电结和发射极同时输出两个相位相反的信号，作为T3和T4输出级的驱动信号；输入级T1和电阻Rb1组成。用于提高电路的开关速度（一）输入VI为高电平3.6V时VB1=5VVBE1=1.4VVB1=4.3VVB1=2.1V倒置状态Vo=0.3VVC2=1V饱和饱和截止截止，输出为低电平0.3V开门（二）输入VI为低电平0.3V时VB1=5VVBE1=4.7VVB1=1V饱和Vo=3.6VVB4=5V截止截止饱和导通，输出为高电平3.6V关门由以上分析可知：当输入端A、B、C均为高电平时，输出端Y为低电平。当输入端A、B、C中只要有一个为低电平，输出端就为高电平，正好符合与非门的逻辑关系。2.

TTL与非门的基本原理Y=ABCABCY&有0出1全1则03.

TTL与非门的特性及参数ui(V)uO(V)3.61、与非门电压传输特性1.40.3输出低电平：UOL0.4V典型值：0.3V输出高电平：UOH2.4V典型值：3.6V输入高电平：UIHmin=2.0V又称开门电平。典型值：3.6V输入低电平：UIHmax=0.8V又称关门电平。典型值：0.3V2、扇出系数N0TTL与非门允许驱动的门数N0

84.TTL与非门的组件

TTL与非门组件就是将若干个与非门电路，经过集成电路工艺制作在同一心片上。&+VC141312111098

1234567地74LS00&&&74LS00组件含有两个输入端的与非门四个。+5VABT1R1R2T2T3T4T5R3R5R4YDENVB1=1VEN=0时，VB1=1V，T2、T5截止；二极管D导通，使VB3=1V。T3、T4截止，输出端开路（高阻状态）VB3=1VEN=1时，二极管D截止，Y=AB，同TTL与非门。三态输出与非门电路5.

其它类型的TTL与非门ABY&EN三态门逻辑符号EN为控制端且高电平有效，即EN=1时，同TTL与非门，Y=AB；EN=0时，输出端为高阻状态。ABY&ENEN为控制端且低电平有效，即EN=0时，同TTL与非门，Y=AB；EN=1时，输出端为高阻状态。AB&ENAB&ENAB&ENAB&EN用三态门接成总线结构三态输出与非门电路第六章练习题及答案题6-1

分析图题6-1所示四管TTL与非门的工作情况。

（1）输入全高电平时各管工作情况。（2）输入有低电平时各管工作情况。答案：（1）当输入全为高电平时，T1饱和导通，T2,T4饱和导通，T3、D截止，输出低电平，即L=0。（2）当输入有低电平时，T1饱和导通，T2,T4截止，T3、D导通，输出高电平，即L=1。

第六章练习题及答案题6-2写出

图题6-2所示各电路的名称和逻辑式。

答案：（a）电路为与门电路，L1=ABC。+ECRCABD1D2D3L110(a)第六章练习题及答案题6-3列出图题6-3所示的各电路的真值表。

答案：

图题6-3(a)

图题6-3(a)的L1=A+B+C,真值表如表解6-3(a)所示，第六章练习题及答案题6-3列出图题6-3所示的各电路的真值表。

答案：表解6-3(a)第六章练习题及答案题6-4分析图题6-4所示各电路是什么门？列出真值表，写出逻辑式及画出L的波形图。

图题6-4（1）

图题6-4（2）

第六章练习题及答案题6-4分析图题6-4所示各电路是什么门？列出真值表，写出逻辑式及画出L的波形图。

答案：