1、第一章數(shù)字電路和集成邏輯門電路 1.1 數(shù)字信號與模擬信號 v 數(shù)字信號的特點(diǎn)數(shù)字信號在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的數(shù)字信號在電路中常表現(xiàn)為突變的電壓或電流數(shù)字信號1.1 數(shù)字信號與模擬信號 v 模擬信號的特點(diǎn)模擬信號在時(shí)間上和數(shù)值上均是連續(xù)的數(shù)字信號模擬信號 模擬產(chǎn)品數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字?jǐn)?shù)字電路與電路與模擬電路模擬電路的主要區(qū)別是什么的主要區(qū)別是什么？柯達(dá)應(yīng)用電子研究中心Steven J.Sasson 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容：基本概念基本原理基本分析方法基本集成器件基本應(yīng)用電路先修課程：電路基礎(chǔ)后修課程模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、 微機(jī)原理1.2 概述 目前數(shù)字系統(tǒng)中普遍使用TTL和CMOS集成電路。 TTL集

2、成電路工作速度高、 驅(qū)動能力強(qiáng)，但功耗大、集成度低； MOS集成電路集成度高、功耗低。超大規(guī)模集成電路基本上都是MOS集成電路，其缺點(diǎn)是工作速度略低。目前已生產(chǎn)了BiCMOS器件，它由雙極型晶體管電路和MOS型集成電路構(gòu)成，能夠充分發(fā)揮兩種電路的優(yōu)勢， 缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜。1.2 概述v 集成電路：按照單片硅片集成門電路的數(shù)量 分類 小規(guī)模集成電路（small scale integration，簡稱SSI）,每片組件內(nèi)包含10100個(gè)元件(或1020個(gè)等效門)。 中規(guī)模（medium scale integration，簡稱MSI）,每片組件內(nèi)含1001000個(gè)元件(或20100個(gè)等效門)。

3、 大規(guī)模（large scale integration，簡稱LSI）,每片組件內(nèi)含1000100 000個(gè)元件(或1001000個(gè)等效門)。 超大規(guī)模集成電路(very large scale integration，簡稱VLSI),每片組件內(nèi)含100 000個(gè)元件(或1000個(gè)以上等效門)。 根據(jù)集成電路的制造工藝來分類 雙極型集成電路 單極型集成電路 1.3 數(shù)字電路的邏輯狀態(tài)和正負(fù)邏輯 v數(shù)字信號是一種二值信號，用兩個(gè)電平（高電平和低電平）分別來表示兩個(gè)邏輯值（邏輯1和邏輯0）v有兩種邏輯體制： 正邏輯體制規(guī)定：高電平為邏輯1，低電平為邏輯0 負(fù)邏輯體制規(guī)定：低電平為邏輯1，高電平為邏

4、輯0 如果采用正邏輯，前面的數(shù)字電壓信號就成為下圖所示邏輯信號 邏輯0邏輯1邏輯0邏輯1邏輯0 高低電平的允許范圍 =5V=2.7V=0.5V=0.3V=5V=3.6V 高低電平的允許范圍 =5V=2.7V=0.5V=0.8V=5V=2.1VVPP=4V f =50HZ1.4 基本邏輯關(guān)系及其邏輯運(yùn)算 v1.4.1 與邏輯和與運(yùn)算 只有當(dāng)決定某一種結(jié)果的所有條件都具備時(shí)，這個(gè)結(jié)果才能發(fā)生，我們把這種因果關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系，簡稱與邏輯。 與邏輯關(guān)系 A AB BY Y0 00 00 00 01 10 01 10 00 01 11 11 1與運(yùn)算又稱邏輯乘邏輯表達(dá)式：= 或 =與邏輯真值表與邏輯運(yùn)

5、算規(guī)則與邏輯符號 1.4 基本邏輯關(guān)系及其邏輯運(yùn)算v1.4.2 或邏輯和或運(yùn)算 當(dāng)決定某一結(jié)果的多個(gè)條件中，只要有一個(gè)或一個(gè)以上的條件具備，結(jié)果就發(fā)生，這種邏輯關(guān)系，就稱為或邏輯關(guān)系，簡稱或邏輯。A A B B Y Y0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 11 1 0 0 1 11 1 1 1 1 1或運(yùn)算又稱邏輯加用邏輯式表示為: 或邏輯關(guān)系 或邏輯真值表或邏輯運(yùn)算規(guī)則或邏輯符號1.4 基本邏輯關(guān)系及其邏輯運(yùn)算v1.4.2 非邏輯和非運(yùn)算 如果條件與結(jié)果的狀態(tài)總是相反，則這樣的邏輯關(guān)系叫做非邏輯關(guān)系，簡稱非邏輯，或邏輯非。 A AY Y0 01 11 10 0非運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則10 01非

6、邏輯關(guān)系 非邏輯真值表 邏輯表達(dá)式:通常稱A為原變量， 為反變量 AY 非邏輯符號 AP284第第9章章 數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)的綜合分析綜合分析1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路1.5.1 半導(dǎo)體基本知識半導(dǎo)體基本知識 導(dǎo)電能力：導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)電能力：導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體 半導(dǎo)體：本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體半導(dǎo)體：本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)的不同：摻入雜質(zhì)的不同：P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)型半導(dǎo)體體 PN結(jié)結(jié) 物質(zhì)因濃度差而產(chǎn)生的運(yùn)動稱為擴(kuò)散運(yùn)動。物質(zhì)因濃度差而產(chǎn)生的運(yùn)動稱為擴(kuò)散運(yùn)動。擴(kuò)散運(yùn)動擴(kuò)散運(yùn)動P區(qū)空穴區(qū)空穴濃度遠(yuǎn)高濃度遠(yuǎn)高于于N區(qū)。區(qū)。N區(qū)自由電區(qū)自由電子濃度遠(yuǎn)高子濃度

7、遠(yuǎn)高于于P區(qū)。區(qū)。PN結(jié)的形成結(jié)的形成 參與擴(kuò)散運(yùn)動和漂移運(yùn)動的載流子數(shù)目相同，參與擴(kuò)散運(yùn)動和漂移運(yùn)動的載流子數(shù)目相同，達(dá)到動態(tài)平衡，就形成了達(dá)到動態(tài)平衡，就形成了PN結(jié)。結(jié)。PN結(jié)加正向電壓導(dǎo)通：結(jié)加正向電壓導(dǎo)通： 耗盡層變窄，擴(kuò)散運(yùn)動加耗盡層變窄，擴(kuò)散運(yùn)動加劇，由于外電源的作用，形劇，由于外電源的作用，形成擴(kuò)散電流，成擴(kuò)散電流，PNPN結(jié)處于導(dǎo)通結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。狀態(tài)。PN結(jié)加反向電壓截止：結(jié)加反向電壓截止： 耗盡層變寬，阻止擴(kuò)散運(yùn)動，耗盡層變寬，阻止擴(kuò)散運(yùn)動，有利于漂移運(yùn)動，形成漂移電有利于漂移運(yùn)動，形成漂移電流。由于電流很小，故可近似流。由于電流很小，故可近似認(rèn)為其截止。認(rèn)為其截止。PN

8、結(jié)的單向?qū)щ娦?.5.2 半導(dǎo)體二極管及其門電路半導(dǎo)體二極管及其門電路 二極管的結(jié)構(gòu)及符號二極管的結(jié)構(gòu)及符號 將結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼，就成將結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼，就成為半導(dǎo)體二極管。根據(jù)半導(dǎo)體二極管材料的不同，為半導(dǎo)體二極管。根據(jù)半導(dǎo)體二極管材料的不同，可分為硅二極管和鍺二極管。可分為硅二極管和鍺二極管。 半導(dǎo)體二極管表示符號半導(dǎo)體二極管表示符號1.5.3 二極管門電路二極管門電路 1. 二極管的開關(guān)特性二極管的開關(guān)特性 二極管的主要特性是單向?qū)щ娦浴６O管的主要特性是單向?qū)щ娦浴當(dāng)二極管加正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，其管壓降當(dāng)二極管加正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，其管壓降隨電流的增加變化

9、很小，普通硅管約為隨電流的增加變化很小，普通硅管約為0.7，鍺，鍺管為管為0.3。相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)。相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)。v當(dāng)二極管加反向電壓時(shí)，二極管截止，反向電流當(dāng)二極管加反向電壓時(shí)，二極管截止，反向電流很小而且基本不變，呈現(xiàn)很高的反向電阻。因此，很小而且基本不變，呈現(xiàn)很高的反向電阻。因此，如同一個(gè)斷開的開關(guān)。如同一個(gè)斷開的開關(guān)。二極管在電路中可以作為一個(gè)受外加電壓極性控制的開關(guān)。二極管在電路中可以作為一個(gè)受外加電壓極性控制的開關(guān)。 1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路2. 二極管與門電路二極管與門電路A(V)B(V)Y(V)000.7050.7500.7555.7AUAUABY0

10、00010100111YA B硅管硅管1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路3.二極管或門電路二極管或門電路 A(V)B(V)Y(V)00-0.7054.3504.3554.3ABY000011101111BAY硅管硅管1.5.4 晶體管及其門電路晶體管及其門電路 1.晶體晶體管的結(jié)構(gòu)及符號管的結(jié)構(gòu)及符號 NPN型晶體管型晶體管 PNP型晶體管型晶體管晶體晶體2.晶體管的特性曲線晶體管的特性曲線 （1）輸入特性曲線）輸入特性曲線某三極管輸入特性曲線某三極管輸入特性曲線 開啟電壓開啟電壓UON：硅管的為硅管的為0.50.7V，鍺管的為鍺管的為0.20.3V 發(fā)射結(jié)正偏 1.5 半導(dǎo)體分立門電路

11、半導(dǎo)體分立門電路（2）輸出特性曲線）輸出特性曲線1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路3.晶體晶體管的開關(guān)特性管的開關(guān)特性 （1 1）截止?fàn)顟B(tài)：）截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)當(dāng)V VI I小于三極管發(fā)射結(jié)死區(qū)電壓時(shí)，小于三極管發(fā)射結(jié)死區(qū)電壓時(shí)，I IB BI ICBOCBO00，I IC CI ICEOCEO00，V VCECEV VCCCC，三極管工作在截止區(qū)，對應(yīng)圖中的，三極管工作在截止區(qū)，對應(yīng)圖中的A A點(diǎn)。點(diǎn)。 三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)的條件為：發(fā)射結(jié)反偏或小于死區(qū)電壓三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)的條件為：發(fā)射結(jié)反偏或小于死區(qū)電壓iCIB1IB2B3IB4IB5IB=0=IBSABCDEvCEVCCVCC/RC

12、ICS0.7VI1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路 此時(shí)，若調(diào)節(jié)此時(shí)，若調(diào)節(jié)R Rb b，則，則I IB B，I IC C，V VCECE，工作點(diǎn)沿著負(fù)載線由，工作點(diǎn)沿著負(fù)載線由A A點(diǎn)點(diǎn)B B點(diǎn)點(diǎn)C C點(diǎn)點(diǎn)D D點(diǎn)向上移動。在此期間，三極管工作在放大區(qū)，點(diǎn)向上移動。在此期間，三極管工作在放大區(qū)，其特點(diǎn)為其特點(diǎn)為I IC CIIB B。 三極管工作在放大狀態(tài)的條件為：三極管工作在放大狀態(tài)的條件為：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏 （2 2）放大狀態(tài)：）放大狀態(tài)：當(dāng)當(dāng)V VI I為正值且大于死區(qū)電壓時(shí)，三極管導(dǎo)通。有為正值且大于死區(qū)電壓時(shí)，三極管導(dǎo)通。有 BIBBEIB7 .

13、0RURUUIiCIB1IB2B3IB4IB5IB=0=IBSABCDEvCEVCCVCC/RCICS0.7VI稱為晶體管的電流放大系數(shù)稱為晶體管的電流放大系數(shù) IB1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路 若再減小若再減小R Rb b，I IB B會繼續(xù)增加，但會繼續(xù)增加，但I(xiàn) IC C已接近于最大值已接近于最大值V VCCCC/ /R RC C，不會再增，不會再增加，三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。飽和時(shí)的加，三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。飽和時(shí)的V VCECE電壓稱為飽和壓降電壓稱為飽和壓降V VCESCES （3 3）飽和狀態(tài)：）飽和狀態(tài)：保持保持V VI I不變，繼續(xù)減小不變，繼續(xù)減小R Rb b，當(dāng)，當(dāng)

14、V VCECE 0.7V0.7V時(shí)，集電時(shí)，集電結(jié)變?yōu)榱闫Q為臨界飽和狀態(tài)，對應(yīng)圖（結(jié)變?yōu)榱闫Q為臨界飽和狀態(tài)，對應(yīng)圖（b b）中的）中的E E點(diǎn)。此時(shí)的點(diǎn)。此時(shí)的集電極電流稱為集電極飽和電流，用集電極電流稱為集電極飽和電流，用I ICSCS表示，基極電流稱為基極表示，基極電流稱為基極臨界飽和電流，用臨界飽和電流，用I IBSBS表示，有表示，有: :CCCC0.3V-RVRVICCCSCCCCSBS RVIIiCIB1IB2B3IB4IB5IB=0=IBSABCDEvCEVCCVCC/RCICS0.7VIBIB7 . 0RUIIB1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路 若再減小若再減小

15、R Rb b，I IB B會繼續(xù)增加，但會繼續(xù)增加，但I(xiàn) IC C已接近于最大值已接近于最大值V VCCCC/ /R RC C，不會再增，不會再增加，三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。飽和時(shí)的加，三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。飽和時(shí)的V VCECE電壓稱為飽和壓降電壓稱為飽和壓降V VCESCES，其典型值為：其典型值為：V VCESCES0.3V0.3V。 三極管工作在飽和狀態(tài)的電流條件為：三極管工作在飽和狀態(tài)的電流條件為：I IB B I IBS BS 電壓條件為：集電結(jié)和發(fā)射結(jié)均正偏電壓條件為：集電結(jié)和發(fā)射結(jié)均正偏 （3 3）飽和狀態(tài)：）飽和狀態(tài)：CCCC0.3V-RVRVICCCSCCCCSBS RVIIBI

16、B7 . 0RUIIB1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路 解：解：1) 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，由于時(shí)，由于 ，所以三極管截止，所以三極管截止， V3 . 0ILUV5 . 0V3 . 0BEUV9OU 2) 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) V5IHUCCESCCCSRUVI(mA)35. 427 . 923 . 09087. 05035. 4CBSSIImAmA1 . 0mA22. 0207 . 05BBEIHBRUUI由上可得：由上可得： ，故三極管工作在飽和狀態(tài)，故三極管工作在飽和狀態(tài)， 。 BSBIIV3 . 0CESOUU思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題1.5 半導(dǎo)體分立門電路半導(dǎo)體分立門電路4.晶體晶體管非門電路管非

17、門電路當(dāng)輸入低電平時(shí)，三極管截止，當(dāng)輸入低電平時(shí)，三極管截止， ，輸出高電平，輸出高電平， 。當(dāng)輸入高電平時(shí)，若等電路參數(shù)選擇適當(dāng)，當(dāng)輸入高電平時(shí)，若等電路參數(shù)選擇適當(dāng)，保證三極管的基極電流大于飽和基極電流，保證三極管的基極電流大于飽和基極電流，即即 ，則三極管飽和，輸出低電，則三極管飽和，輸出低電平，平， 。0CiCCOHOVUuBSBIi V3 . 0CESOLOUUu1.6 TTL集成門電路1.6.1 TTL門電路系列門電路系列系列系列電源電壓電源電壓(V)(V)最大最大 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 最小最小 工作環(huán)境溫度工作環(huán)境溫度 (）最大最大 最小最小 74TTL74TTL5.25 5 4.75 5

18、.25 5 4.75 70 0 70 0 54TTL54TTL5.5 5 4.5 5.5 5 4.5 +125 -55 +125 -55 54TTL系列與系列與74TTL系列性能比較系列性能比較 74TTL系列速度和功耗的比較系列速度和功耗的比較速度速度系列系列功耗功耗系列系列快快74AS74AS小小74L74L74S74S74ALS74ALS74ALS74ALS74LS74LS74LS74LS74AS74AS74747474慢慢 74L74L大大74S74S1.6 TTL集成門電路1.6.2 TTL與非門電路與非門電路1. 電路組成電路組成 在電路中，采用了在電路中，采用了肖特基勢壘二極管肖

19、特基勢壘二極管（Schottky barrier diode，即，即SBD）和抗）和抗飽和型的飽和型的肖特基三極管肖特基三極管(Schottky transistor)。肖特基勢壘二極管是利用金屬。肖特基勢壘二極管是利用金屬和半導(dǎo)體之間的接觸勢壘所構(gòu)成的，其正向和半導(dǎo)體之間的接觸勢壘所構(gòu)成的，其正向壓降約為壓降約為0.30.4，且開關(guān)速度比普通二，且開關(guān)速度比普通二極管高一個(gè)數(shù)量級左右。極管高一個(gè)數(shù)量級左右。 74LS002.工作原理工作原理 （1）輸入有低電平）輸入有低電平0.3V 時(shí)：時(shí)： 如果輸入端輸入為如果輸入端輸入為0.3（即為低電平），（即為低電平），輸入輸入3.4（即為高電平），

20、（即為高電平），則則VD3正向?qū)ǎ驅(qū)ǎ琔B1 =0.7，三極管，三極管V1 、 V2 、 V5截止。如果忽略截止。如果忽略R2上的上的電壓壓降，電壓壓降， UC1約為約為5， V3和和V4導(dǎo)通，此時(shí)，電路導(dǎo)通，此時(shí)，電路輸出為高電平，即輸出為高電平，即 UOH 50.70.7=3.6。如。如果考慮到在果考慮到在R2上產(chǎn)生的壓上產(chǎn)生的壓降，則實(shí)際的輸出高電平降，則實(shí)際的輸出高電平約為約為3.4V。 BE4BE3C1OHUUUU輸入有低電平時(shí)，輸出為高電平輸入有低電平時(shí)，輸出為高電平0.3V0.7V1.6 TTL集成門電路（2）輸入全為高電平）輸入全為高電平3.4V時(shí)時(shí) VD3、 VD4截

21、止，電源電壓截止，電源電壓VCC通過電阻通過電阻R1向向V1注注入基極驅(qū)動電流，使入基極驅(qū)動電流，使V1飽和，飽和，V1導(dǎo)通后，就向?qū)ê螅拖騐5的基極的基極注入電流，使注入電流，使V5管工作于抗飽和狀態(tài)，故輸出低電平管工作于抗飽和狀態(tài)，故輸出低電平UOL0.3。 輸入全為高電平時(shí)輸出為低電平輸入全為高電平時(shí)輸出為低電平ABY 電路實(shí)現(xiàn)了與非邏輯關(guān)系電路實(shí)現(xiàn)了與非邏輯關(guān)系 輸入有低電平時(shí)，輸出為高電平輸入有低電平時(shí)，輸出為高電平例例1-2 74LS001-2 74LS00的連接電路如圖的連接電路如圖1-23 a1-23 a所示，其輸所示，其輸入端入端A A輸入由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的方波信號，而輸

22、入輸入由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的方波信號，而輸入端端B B的邏輯狀態(tài)則由開關(guān)的邏輯狀態(tài)則由開關(guān)S S控制。試根據(jù)輸入信號控制。試根據(jù)輸入信號畫出輸出端畫出輸出端Y Y的波形。的波形。1.6 TTL集成門電路1.6.3 TTL門電路的外部特性門電路的外部特性 1電壓傳輸特性電壓傳輸特性 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.3集成邏輯門電路參數(shù)測試集成邏輯門電路參數(shù)測試 P48（結(jié)合（結(jié)合TTL與非門電路來理解）與非門電路來理解）1.6 TTL集成門電路2TTL與非門的輸入特性與非門的輸入特性 （1）輸入伏安特性）輸入伏安特性 輸入短路電流輸入短路電流1.6 TTL集成門電路（2）輸入端負(fù)載特性）輸入端負(fù)載特性關(guān)門電阻 若 ，輸

23、入端相當(dāng)于接低電平，電路處于關(guān)門狀態(tài)，輸出高電平。OFFROFFIRR 開門電阻 若 ，輸入端相當(dāng)于接高電平，與非門處于開門狀態(tài)，輸出為低電平。 ONRONIRR 1.6 TTL集成門電路3TTL與非門的輸出特性與非門的輸出特性 （）輸出高電平（帶拉電流負(fù)載）時(shí)的輸出特性（）輸出高電平（帶拉電流負(fù)載）時(shí)的輸出特性 1.6 TTL集成門電路（）輸出低電平（帶灌電流負(fù)載）時(shí)的輸出特性（）輸出低電平（帶灌電流負(fù)載）時(shí)的輸出特性 1.6 TTL集成門電路1.6.4 TTL門電路的主要參數(shù)門電路的主要參數(shù) 1 1輸出高電平輸出高電平 U UOHOH2 2輸出低電平輸出低電平 U UOLOL3 3低電平輸

24、出時(shí)的電源電流低電平輸出時(shí)的電源電流 I ICCLCCL4 4高電平輸出時(shí)的電源電流高電平輸出時(shí)的電源電流 I ICCHCCH5 5輸入短路電流輸入短路電流 I IISIS6 6高電平輸入電流高電平輸入電流 I IIHIH7 7輸入高電平最小值輸入高電平最小值 U UIHminIHmin8 8輸入低電平最大值輸入低電平最大值 U UILmaxILmax9 9噪聲容限（噪聲容限（ U UNLNL、 U UNHNH）10.10.扇出系數(shù)扇出系數(shù) N No o11.11.平均傳輸時(shí)間平均傳輸時(shí)間 t tpdpdP32例例1-31-3 某溫度控制電路如圖1-25所示，為熱敏電阻，求繼電器 吸合的條件。

25、解解：1） 開關(guān)閉合時(shí)，門2輸出低電平，三極管截止，繼電器 不吸合，控制電路不工作。 2） 開關(guān)斷開時(shí)，門1的輸出電平由熱敏電阻決定。LSTTL與非門74LS00的開門電阻約為，當(dāng)時(shí)，輸入端相當(dāng)于接高電平，與非門1處于開門狀態(tài)，輸出為低電平，門2輸出為高電平，三極管飽和，繼電器吸合。所以，當(dāng)該熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)（溫度上升，阻值下降）時(shí)，只有當(dāng)溫度降低到使熱敏電阻達(dá)到以上時(shí)，繼電器才吸合。 1.6 TTL集成門電路1.6.5 TTL其它類型的門電路其它類型的門電路1. 或非門或非門 或非門的真值表或非門的真值表 C C 0 0 00 0 01 1 0 0 10 0 10 0 0 1 00 1

26、00 0 0 1 10 1 10 0 1 0 01 0 00 0 1 0 11 0 10 0 1 1 01 1 00 0 1 1 11 1 10 0或非門邏輯關(guān)系為：或非門邏輯關(guān)系為： YABC1.6 TTL集成門電路2. 異或門異或門 異非門的真值表異非門的真值表 0 00 00 00 10 11 11 01 01 11 11 10 0YABABAB異或異或門邏輯關(guān)系為：門邏輯關(guān)系為： 1.6 TTL集成門電路3. 三態(tài)門三態(tài)門 a）使能控制端高電平有效的三態(tài)與非門）使能控制端高電平有效的三態(tài)與非門b）使能控制端低電平有效的三態(tài)與非門）使能控制端低電平有效的三態(tài)與非門高電平有效的三態(tài)門真值表

27、高電平有效的三態(tài)門真值表 低電平有效的三態(tài)門真值表低電平有效的三態(tài)門真值表E 高阻高阻E1.6 TTL集成門電路 當(dāng)某個(gè)三態(tài)門的控制端1為1時(shí)，則三態(tài)門G1處于工作狀態(tài)，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過反相后送到數(shù)據(jù)總線上。這樣，只要E1、E2、E3按時(shí)間順序輪流出現(xiàn)高電平，那么， G1、G2、G3的輸出信號就會輪流送到總線上。這種用總線傳送數(shù)據(jù)或控制信號的方法，在計(jì)算機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。1.6 TTL集成門電路 其中G1、G2為三態(tài)反相器， G1為低電平控制有效， G2為高電平控制有效。當(dāng)E=0時(shí)， G1工作， G2為高阻態(tài)，數(shù)據(jù)D經(jīng)反相傳輸?shù)娇偩€；當(dāng)E=1時(shí)， G1為高阻態(tài)， G2工作，數(shù)據(jù)從總線經(jīng)反相傳輸?shù)紻

28、送出。實(shí)現(xiàn)了信號雙向傳送。 1.6 TTL集成門電路4. 集電極開路邏輯門集電極開路邏輯門（1）電路的結(jié)構(gòu)）電路的結(jié)構(gòu) ABY 1.6 TTL集成門電路(2) 外接負(fù)載電阻外接負(fù)載電阻RL的估算的估算 IHOHRLmInIIIHOHOHminCCLmaxmInIVVRISOLRLpIII0LmaxLISOLCCVRpIIV)(可推導(dǎo)出可推導(dǎo)出 ：ISOLOLmaxCCLminpIIVVRVO=VOL時(shí)：時(shí)：OHminLIHOHCC)(VRmInIVLmaxLLminRRR選取：選取：可推導(dǎo)出可推導(dǎo)出 ：VO=VOH時(shí)：時(shí)：1.6 TTL集成門電路（2）OC門主要用途門主要用途 1）實(shí)現(xiàn)）實(shí)現(xiàn)“

29、線與線與”功能功能 CDABCDABYYY211.6 TTL集成門電路2）實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換）實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換 3）用作驅(qū)動器）用作驅(qū)動器 用用OC非門驅(qū)動發(fā)光二極管非門驅(qū)動發(fā)光二極管 1.7 CMOS門電路 1.7.1 MOS管的開關(guān)特性管的開關(guān)特性增強(qiáng)型MOS管符號a）NMOS管 b) NMOS管簡化 c）PMOS管 d) PMOS管簡化1.7 CMOS門電路1.7 CMOS門電路1.7.2 CMOS門電路門電路1. CMOS反相器反相器CMOS反相器電壓傳輸特性 1.7 CMOS門電路1.7 CMOS門電路2CMOS或非門或非門 YAB1.7 CMOS門電路3CMOS與非門與非門 YA B1.7

30、CMOS門電路4 CMOS傳輸門傳輸門由一個(gè)由一個(gè)NMOSNMOS管管V VP P和一個(gè)和一個(gè)PMOSPMOS管管V VN N并聯(lián)而成。并聯(lián)而成。V VP P和和V VN N的源極和漏極分的源極和漏極分別相接作為傳輸門的輸入端和輸出端。兩管的柵極是一對互補(bǔ)控制別相接作為傳輸門的輸入端和輸出端。兩管的柵極是一對互補(bǔ)控制端，端，C C端叫高電平控制端，端叫高電平控制端， 端叫低電平控制端。兩管的襯底均不和端叫低電平控制端。兩管的襯底均不和源極相接，源極相接，NMOSNMOS管的襯底接地，管的襯底接地，PMOSPMOS管的襯底接正電源管的襯底接正電源U UDDDD，以便，以便于控制溝道的產(chǎn)生。于控制

31、溝道的產(chǎn)生。 C1.7 CMOS門電路 CMOSCMOS傳輸門和一個(gè)反相器結(jié)合起來，稱為模擬開傳輸門和一個(gè)反相器結(jié)合起來，稱為模擬開關(guān)。關(guān)。=1=1，傳輸門導(dǎo)通；，傳輸門導(dǎo)通；=0=0，傳輸門斷開，傳輸門斷開。1.7 CMOS門電路1.7.3 CMOS1.7.3 CMOS門電路系列門電路系列1 140004000系列系列CMOSCMOS電路電路 4000 4000系列是最早投放到市場的系列是最早投放到市場的CMOSCMOS集成電路，集成電路，其工作電壓范圍較寬為其工作電壓范圍較寬為3 318V18V，非常低的功耗，但存，非常低的功耗，但存在工作速度慢、負(fù)載能力差的缺陷。在工作速度慢、負(fù)載能力差

32、的缺陷。2 274HC/HCT74HC/HCT系列系列CMOSCMOS電路電路 74HC/HCT 74HC/HCT系列與系列與TTL74TTL74系列管腳兼容，邏輯功能系列管腳兼容，邏輯功能相同。相同。74HC74HC系列的工作電壓為系列的工作電壓為2 26V6V，但其輸入電平、，但其輸入電平、輸出電平等不能和輸出電平等不能和TTLTTL電路完全兼容；電路完全兼容；74HCT74HCT系列的工系列的工作電壓一般為作電壓一般為5V5V，其輸入電平、輸出電平等和，其輸入電平、輸出電平等和TTLTTL電電路完全兼容，因此不必經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換就可以作為路完全兼容，因此不必經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換就可以作為TTLTTL

33、器件與器件與CMOSCMOS器件的中間級，同時(shí)起電平轉(zhuǎn)換作用，適器件的中間級，同時(shí)起電平轉(zhuǎn)換作用，適用于用于CMOSCMOS電路和電路和TTLTTL并存的系統(tǒng)中。并存的系統(tǒng)中。1.7 CMOS門電路3 374AC/ACT74AC/ACT系列系列CMOSCMOS電路電路 74AC/ACT 74AC/ACT系列為改進(jìn)系列為改進(jìn)CMOSCMOS電路電路(advanced CMOS)(advanced CMOS)，其邏輯功能與與其邏輯功能與與TTLTTL系列相同。系列相同。74AC74AC系列輸入電平、系列輸入電平、輸出電平等不能和輸出電平等不能和TTLTTL電路完全兼容；電路完全兼容；74ACT74

34、ACT系列輸入系列輸入電平、輸出電平等和電平、輸出電平等和TTLTTL電路完全兼容。電路完全兼容。4 474AHC/AHCT74AHC/AHCT系列系列CMOSCMOS電路電路 74AHC/AHCT 74AHC/AHCT系列為改進(jìn)的高速型系列為改進(jìn)的高速型CMOSCMOS電路電路（advanced high speed CMOSadvanced high speed CMOS），工作速度比），工作速度比HCHC系列系列快快3 3倍，帶負(fù)載能力提高了近倍，帶負(fù)載能力提高了近1 1倍，其管腳與倍，其管腳與TTL74TTL74系系列兼容。列兼容。74ACT74ACT系列的輸入電平、輸出電平等和系列的

35、輸入電平、輸出電平等和TTLTTL電電路完全兼容。路完全兼容。1.7 CMOS門電路5 574LVC74LVC系列系列CMOSCMOS電路電路 74LVC 74LVC系列為低電壓系列為低電壓CMOSCMOS電路（電路（low voltage low voltage CMOSCMOS），其標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為），其標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為3.3V3.3V，能夠?qū)ⅲ軌驅(qū)?V5V電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換為為3V3V電平。同時(shí)傳輸延遲時(shí)間很短為電平。同時(shí)傳輸延遲時(shí)間很短為3.8ns3.8ns，輸出電，輸出電流高達(dá)流高達(dá)24mA24mA。6 674ALVC74ALVC系列系列CMOSCMOS電路電路 74ALVC 74ALV

36、C系列為改進(jìn)的低電壓系列為改進(jìn)的低電壓CMOSCMOS電路電路（advanced low voltage CMOSadvanced low voltage CMOS），其工作電壓為），其工作電壓為3.3 3.3 V V，工作性能更優(yōu)于，工作性能更優(yōu)于74LVC74LVC系列，主要應(yīng)用于系列，主要應(yīng)用于3.3 V3.3 V邏邏輯總線接口電路中。輯總線接口電路中。1.7 CMOS門電路1.7.4 CMOS1.7.4 CMOS器件使用時(shí)應(yīng)注意的問題器件使用時(shí)應(yīng)注意的問題 1 1）注意輸入端的靜電保護(hù)。）注意輸入端的靜電保護(hù)。2 2）不用的輸入端不應(yīng)懸空，可以接地（或門）或接正）不用的輸入端不應(yīng)懸空，

37、可以接地（或門）或接正電源（與門），也可以并聯(lián)使用（由于輸入電容也并電源（與門），也可以并聯(lián)使用（由于輸入電容也并聯(lián)，將使工作速度變慢）。聯(lián)，將使工作速度變慢）。 3 3）注意電源電壓極性，防止輸出端短路。）注意電源電壓極性，防止輸出端短路。 4 4）注意輸入電路的過流保護(hù)。）注意輸入電路的過流保護(hù)。5 5）為防止脈沖信號串入電源引起的低頻和高頻干擾，）為防止脈沖信號串入電源引起的低頻和高頻干擾，可在可在V VDDDD和和V VSSSS之間就近并接之間就近并接1010鉭電容和鉭電容和0.010.01磁介電容，起電源的退耦及濾波作用。磁介電容，起電源的退耦及濾波作用。 1.8 TTL電路和電路和CMOS電路的接電路的接口口 無論是無論是TTLTTL電路驅(qū)動電路驅(qū)動CMOSCMOS電路還是電路還是CMOSCMOS電路驅(qū)動電路驅(qū)動TTLTTL電路，驅(qū)動門電路必須要給負(fù)載門電路提供一個(gè)電路，驅(qū)動門電路必須要給負(fù)載門電路提供一個(gè)符合要求的高電平、低電平和