1、三、數字集成電路四、數字集成電路的運用乍浦高級中學王敏課標內容1、了解晶體三極管的開關特性及其在數字電路中的運用2、知道常見的數字集成電路的類型，并能用數字集成電路安裝簡單的適用電路安裝3、可以對數字電路進展簡單的組合設計和制造第三節 數字集成電路#教學要求1、了解晶體三極管的開關特性及其在數字電路中的運用2、知道常用數字集成電路類型闡明：場效應管不作要求。對于有根底的學生，學會分析簡單的三極管開關電路（1）晶體三級管的開關特性及其在數字電路中的應用（2）常用數字集成電路類型aa考試規范 第四節 數字電路的運用#教學要求1、會對簡單的組合邏輯電路進展分析和組裝，并進展測試2、認識根本觸發器的組

2、成特征，了解根本觸發器及其在電子控制系統中的作用闡明：常用根本觸發器不作要求。有條件的學校可對簡單組合數字電路的設計進展教學（1）簡單的組合邏輯電路的分析、制作和測試（2）基本觸發器的組成特征及作用Ca考試規范 高電平:就是與低電平相對的高電壓，是電工程上的一種說法。在電子電路中，我們通常是以電路中的地(邏輯地或者實踐地的根底0V為準的，那么高于0V的就可以稱為高電平，低于0V的就可以稱為低電平。 在數字邏輯電路中，低電平表示0，高電平表示1。普通規定低電平為00.25V，高電平為3.55V。高低電平的劃分：對于TTL來說高電平是:2.4V-5.0V，低電平是:0.0V-0.8V；對于CMOS

3、來說高電平是:3-5.0v 低電平是:0.0-2v非門開關模型在右圖所示用電阻和開關構成的電路中，開封鎖合時，開關所呈現的電阻為0，使得開關兩端的電壓也就是輸出電壓為0，輸出低電平。反之，假設開關斷開，由于電阻R上沒有電流流過，R上的電壓等于電源電壓，即輸出高電平。三極管開關特性三極管開關特性1.可看成電路2.可看成電路0實驗目的：察看晶體三極管的開關特性實驗預備：晶體三極管3DK4C1只，10 k 、2.2 k電阻各1只，3v5v電源1只，多用電表1只。實驗過程：在電路實驗板上按左圖搭接電路，并在以下各空格處填入實驗結果。1將輸入端接地，用多用電表丈量電阻Rc兩端的電壓Ur= V，此時晶體三

4、極管集電極的電流Ice= 填“很大或者“很小，三極管處于 填“導通或“截止形狀；三極管集電極c與發射極e之間的電壓Uce= V,屬于 填“高或“低電平。2將輸入端接3V電壓，用多用電表丈量電阻Rc兩端的電壓Ur= V，此時晶體三極管集電極的電流Ice= 填“很大或者“很小，三極管處于 填“導通或“截止形狀；三極管集電極c與發射極e之間的電壓Uce= V,屬于 填“高或“低電平。很小截止3高2.8很大導通0.2低截止時，相當于開關“斷開；等效電路：飽和時，相當于開關“閉合。等效電路：結論：三極管相當于一個由基極電流控制的無觸點開關。三、數字集成電路晶體三極管的開關特性jx101/html/jxd

5、zspa/1484.html電子技術視頻網站三、數字集成電路晶體三極管在數字電路中的運用#圖1 NPN PNP三極管反相器電路 Vin無輸入電位Q1截止。Vin高電平常Q1導通，Q2基極得高電位，Q2截止。圖2 兩只NPN三極管反相器電路 vin無輸入電位Q1截止,Q2導通。Vin接入高電平Q1導通，促使Q2基極電位下級,Q2截止。圖3 PNP三極管開關電路 當輸入端懸空時Q1截止。VIN輸入端接入低電平常，Q1導通，繼電器吸合。圖4 PNP三極管開關電路 當vin無輸入電位時Q1截止。Vin接入高電平Q1導通，繼電器吸合。圖5 三極管上拉電阻：當有高電位輸入時Q導通，因E-C導通，又因有負載

6、電阻，所以輸出看作是低電平。圖6 三極管下拉電阻：當有高電位輸入時Q導通，因E-C導通，又因有負載電阻，所以輸出看作是高電平。 數字集成電路的分類 CMOS和TTL集成電路是消費數量最多、運用 最廣泛、通用性最強的兩大主流數字集成電路。 數字集成電路的分類與特性 數字集成電路的種類繁多，在實踐運用中，廣泛運用的是雙極型如TTL、HTL、DTL、ECL等和單極型如CMOS、PMOS、NMOS等集成電路。1. TTL數字集成電路174系列274H系列 374S系列 474LS系列 574ALS系列674AS系列774F系列 TTL是晶體管輸入-晶體管輸出的邏輯電路，它由NPN或PNP型晶體管組成。

7、 14VCC131211986A76543216Y5A5Y4A4Y1A1Y2A2Y3A3YGND11111174LS041074LS0074LS04、 74LS00、 74LS20 管腳陳列圖2. CMOS數字集成電路 1規范型4000B/4500B系列 274HC系列 374AC系列 電壓范圍寬318V、功耗小、速度較低、種類多、價錢低廉 。是高速CMOS規范邏輯電路系列，在堅持低功耗的前提下，具有與74LS系列同等的任務速度。具有與74AS系列同等的任務速度和CMOS集成電路固有的低功耗及電源電壓寬等特點。 CMOS數字集成電路是由P溝道加強型MOS管和N溝道加強型MOS管，按照互補對稱方

8、式銜接起來的。 1.TTL電路的普通特性數字集成電路的普通特性1電源電壓范圍 2頻率特性 3TTL電路的電壓輸出特性 TTL電路的任務電源電壓范圍很窄。S、LS、F系列為5.05%；AS、ALS系列為5.010% TTL電路的任務頻率比4000系列的高。 當任務電壓為+5V時，輸出高電平大于2.4V，輸入高電平大于2.0V；輸出低電平小于0.4V，輸入低電平小于0.8V 。 2. CMOS系列集成電路的普通特性 1電源電壓范圍 2功耗3輸入阻抗 4抗干擾才干 電源電壓范圍為318V。74HC系列約在26伏。 當電源電壓VDD=5V時，CMOS電路的靜態功耗分別是：門電路類為2.55W；緩沖器和

9、觸發器類為520uW；中規模集成電路類為25100W 。 CMOS電路的輸入阻抗取決于輸入端維護二極管的漏電流，因此輸入阻抗極高，可達1081011以上。 由于它們的電源電壓允許范圍大，因此它們輸出高低電平擺幅也大，抗干擾才干就強。 1. 不允許在超越極限參數的條件下任務。電路在超越極限參數的條件下任務，就能夠任務不正常，且容易引起損壞。 運用數字集成電路的本卷須知2. 電源的電壓的極性千萬不能接反。 3. CMOS電路要求輸入信號幅度不能超越VDDVSS。4. 對多余輸入端的處置。對CMOS電路，多余的輸入端不能懸空；對TTL電路,對多余的輸入端允許懸空。 5. 多余的輸出端，應該懸空處置，

10、決不允許直接接到VDD或VSS 。 觸發器：數字電路中能將二進制數據記憶住的根本單元電路。是由門電路加上適當的反響而構成的邏輯部件。觸發器及其在電子控制系統中的作用四、數字電路的運用 根本觸發器是數字電路的根本部件之一，它具有記憶和存儲的功能。 觸發器特點 具有兩個形狀，分別表示邏輯0和邏輯1。 在輸入信號作用下，可從一種形狀翻轉到另一種形狀；在輸入信號取消后，能堅持形狀不變。 觸發器分類 按觸發方式分：電位觸發方式、主從觸發方式及邊沿觸發方式。 按邏輯功能分：RS 觸發器、D 觸發器、JK 觸發器和T 觸發器。兩個輸入端兩個輸出端高電平有效正常時邏輯形狀相反根本S-R觸發器由2個或非門組成Q

11、QRS11100101輸入S=1, R=0時有1那么0全0那么1不論原形狀如何，輸出均為：，直接置1端直接置位端QQRS11010110有1那么0全0那么1不論原形狀如何，輸出均為：1，0直接置0端直接復位端輸入S=0, R=1時QQRS11010010輸入S=0, R =0時10觸發器堅持原態QQRS11假設原形狀為：1，0010001輸入R=0, S=0時假設原形狀為：0，110觸發器堅持原態QQRS111100信號撤銷后觸發器形狀由二或非門信號傳輸的快慢決議，仍為不定形狀破壞了二輸出形狀相反的要求觸發器形狀不定輸入S=1, R=1時QQRS11根本S-R觸發器的真值表 1 1不定 1 0

12、QQ蘇蘇和蓉蓉是一對高興的孿生兄妹。有一天他們隨父母一同去兒童公園，走進公園只見一個蹺蹺板安靜地等待小朋友來玩。蘇蘇和蓉蓉一陣風似的沖過去，蘇蘇占領了標有Q的一邊，蓉蓉只好在標有Q的一邊就坐，蘇蘇一蹬地，猶如觸發器的S端加上觸發器信號，蹺蹺板標有Q的一邊翹了上去，成了Q高Q低的形狀，蓉蓉一蹬地，又猶如觸發器的R端加上觸發信號，蹺蹺板又回到Q低Q高的形狀，接著蘇蘇又一蹬地，蹺蹺板又變成了Q高Q低媽媽過來了，喊到：“停。蘇蘇和蓉蓉都停頓用力，蹺蹺板也停住了，不在變化，媽媽說：“剛剛最后一次是蘇蘇蹬地的，對不對？蘇蘇和蓉蓉很奇異，媽媽怎樣會知道的呢？媽媽說：“剛剛誰是最后一個用力，蹺蹺板上記著哩。不

13、一會兒，蘇蘇和蓉蓉鬧別扭了，他們同時用力蹬地，爭持不下。這時的蹺蹺板會處于什么形狀呢？還能堅持一邊高一邊低嗎？&1&2QQRS兩個輸入端兩個輸出端低電平有效正常時邏輯形狀相反根本R-S觸發器由2個與非門組成100101&1&2QQRS輸入R=0, S=1時全1那么0任0那么1不論原形狀如何，輸出均為：，直接置0端直接復位端010110&1&2QQRS輸入R=1, S=0時全1那么0任0那么1不論原形狀如何，輸出均為：1，0直接置1端直接置位端101101&1&2QQRS輸入R=1, S=1時假設原形狀為：0，101觸發器堅持原態101110&1&2QQRS輸入R=1, S=1時假設原形狀為：1

14、，001觸發器堅持原態0011&1&2QQRS輸入R=0, S=0時信號撤銷后觸發器形狀由二與非門信號傳輸的快慢決議，仍為不定形狀破壞了二輸出形狀相反的要求觸發器形狀不定根本R-S觸發器的真值表不定根本R-S觸發器的邏輯符號SRQQRS低電平有效R-S 觸發器特點:(1) 具有兩個穩態(Q=0,Q=1或Q=1,Q=0), 稱為 雙穩態觸發器.(2) 可觸發使之翻轉 (使RD、SD之一為0時可翻轉).(3) 具有記憶功能(RD、SD都為1時，堅持原來形狀).(4) 觸發器 (RD、SD都為0時，形狀不定).亮實驗目的：熟習根本觸發器的功能。實驗預備:CT74LS001片,電位器1只,電阻6只,發

15、光二極管1只。實驗過程:按電路圖搭接電路,調理Ui使其由0變大,察看發光二極管的發光情況,并記錄發光二極管形狀變化時的Ui值。.當發光二極管形狀變化后,再將Ui由大變小,察看發光二極管的發光情況,并記錄發光二極管形狀改動時的Ui值。實驗記錄：初始形狀(Ui =0),發光二極管形狀發光二極管形狀改動時的Ui發光二極管形狀 再次改動時的Ui實驗總結:1.該電路是如何表達根本觸發器功能的?2.該電路有何用途？根本觸發器功能由小變大到3.2V時二極管滅單穩態觸發器 1. 單穩態觸發器的任務原理 1有一個 穩態和一個暫穩態；2在外來觸發 脈沖作用下，電路將從穩態 翻轉到暫穩態；暫穩態停留一段時間后, 又前往到穩定形狀;3暫穩態繼續時間取決于