第二章 逻辑门电路

1、第 二 章 逻 辑 门 电 路,2.1 半导体二极管三极管的开关特性,2.2 TTL门电路,2.3 TTL门电路的其他类型,2.4 MOS门电路,2.1 半导体二极管三极管的开关特性,2.1.1 半导体、二极管的开关特性,2.1.2 三极管的开关特性,2.1.1 半导体、二极管的开关特性,断：VI=VIH(=VCC)时 D截止 VO=VOH=VCC 通： VI =VIL时 D导通 VO=VOL,+VCC,R,D,VI,V0,i,V,2.1 半导体 二极管 三极管的开关特性,二极管具有单向导电性,发射结,集电结均正偏:,2. 动 态 特 性:,2.2 TTL 门 电 路,2.2.1 TTL反向器

2、,2.2.2 电压传输特性,2.2.3 输入端噪声容限,2.2.4 输入端负载特性,2.2.5 传输延迟时间,2.2.6 电源的动态尖峰电流,2.2.7 TTL门改进,2.2.8 与非门,2.2.1 TTL反向器(TTL三极管-三极管逻辑电路),2.2.3 输入端噪声容限,或者: 2)VNH=VIH-VON(开门电平) VNL=Voff-VIL (关门电平),表示:1)VNH=V0Hmin-VIHmin VNL=VILmax-V0Lmax,2.2.4 输入端负载特性,2.2.5 传输延迟时间(恒量工作速度的参数),平均传输延迟: tpd=(tpHL+tpLH)/2,2.2.6 电源的动态尖峰电

3、流,VI由高 低，（VO由低 高）时：,T3: 1)发射结实现电平转移，使T5饱和 时，T4可靠截止。 2)与T4形成合管,使射级输出器的输 出电阻进一步下降，提高带载能力 无回路： VI从0开始变大,则 Vb20.7v,T2通,T5击通。 T3,T4通,则VO随之线性变小 , BC段 有回路： VI从0开始变大,则Vb2=0.7v，T2无导 通回路。VI变大 ,V0仍高。 当VI=1.4v时,T2,T5，T6同时导通 ,则V0很快下降至低电平。 则：有源泄放回路改善了传输特性（静态特性），使低电平噪声容限变大。,2.2.7 TTL门改进,2.2.8 与 非 门,T1为多发射结三极管,多输入间

4、形成了“与”逻辑关系。,2.3.1 抗饱和TTL门电路(T3000系列),2.3 TTL门电路的其他类型,2.3.2 集电极开路门(OC门),2.3.3 三态输出门(TSL门),OC1门输出管(T5)通 负载电流全部流入OC1门输出管(T5) 其余门输出管(T5)止 RC足够大,1.工作原理分析:,1)设OC1门输入全为高电平时，其余门的输入中均有低电平：,OC1输出管饱和,则Z输出低电平。,所有OC门的输入均为高电平,则各OC门输出管均导通,Z为低电平。,2)各OC门的输入中均有低电平,则各门输出管均截止,Z为高电平。,E=1,则G1工作,DO输出,E=0,则G2工作,D1输出,2)数据双向

5、传输总线,2.4 MOS 门 电 路,2.4.1 增强型MOS场效应管的开关特性,2.4.2 反相器,2.4.3 传输门与模拟开关,总结：静态时，无论为高或为低，和总有一个是截止 的，而且截止内阻极高，流过和的静态电流极小所 以，反相器静态功耗极小这是电路最突出 的一大优点,二反相器电压传输特性和电流传输特性 电压传输特性：,VO,VGS(th)P,0.5VDD,VI,VGS(th)N VDD,0.5VDD,设：（1）VDDVGS(th)N+ VGS(th)P （2）VGS(th)N= VGS(th)P （3）T1、T2具有同样的导通 内阻RON和截止内阻Roff,2.4.3 传输门与模拟开关 一.传输门: 电路组成: 电路符号:,+VDD,Va Vb (S) (D),TP (G),E,C,TN (G),C,Va TG Vb,C C,C,分析:设VTN=3V,VTP=-3V,结论: VC=0(VE=1)时,传输门断开; VC=1(VE=0)时,传输门接通. 传输门可传递模拟,数字两种信号,可以双向传输.,二.模拟开关: 电路组成: 电路符号:,C C V