數字電子邏輯門電路1概述2分立元件門電路3TTL集成門電路4MOS門電路5TTL電路與CMOS電路的接口6門電路的VHDL描述數字電子邏輯門電路1概述2分立元件門電路3TTL集成門邏輯門電路1概述用以實現基本邏輯運算和符合邏輯運算的單元電路稱為門電路。常用的門電路有與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門、同或門等。

門電路的種類：按是否集成分類有分立元件邏輯門電路、集成邏輯門電路。而后者又分為TTL門電路和MOS門電路等。邏輯門電路1概述用以實現基本邏輯運算和符合邏輯運算2分立元件門電路2.1二極管與門最簡單的與門可以用二極管和電阻組成。設VCC=5v，A、B端輸入的高低電平分別為VIH=3v,VIL=0v，二極管VD1、VD2的正向導通壓降VDF=0.7v。A、B當中有一個是低電平0v必有一個二極管導通使F為0.7v2分立元件門電路2.1二極管與門最簡單的與門可以用2分立元件門電路2.1二極管與門最簡單的與門可以用二極管和電阻組成。設VCC=5v，A、B端輸入的高低電平分別為VIH=3v,VIL=0v，二極管VD1、VD2的正向導通壓降VDF=0.7v。A、B同時為高電平3vF為3.7v2分立元件門電路2.1二極管與門最簡單的與門可以用如果規定2v以上為高電平，用邏輯1狀態表

示；1v以下為低電平，用邏輯0表示。則邏輯

電平列表改寫成真值表為： A(v)B(v)F(v)000.7030.7300.7333.7則輸入、輸出邏輯電平列表為：ABF000010100111F=AB如果規定2v以上為高電平，用邏輯1狀態表

示；1v以2.2二極管或門最簡單的或門電路也是由二極管和電阻組成。A、B同時為低電平0vF為0v2.2二極管或門最簡單的或門電路也是由二極管和電阻組成2.2二極管或門最簡單的或門電路也是由二極管和電阻組成。A、B當中有一個是高電平F為高電平2.3v2.2二極管或門最簡單的或門電路也是由二極管和電阻組成則輸入、輸出邏輯電平列表為：A(v)B(v)F(v)000032.3302.3332.3如果規定2v以上為高電平，用邏輯1狀態表示；1v以下為低電平，用邏輯0表示。則邏輯電平列表改寫成真值表為：ABF000011101111F=A+B則輸入、輸出邏輯電平列表為：A(v)B(v)F(v)0002.3三極管非門A為低電平0vVT管截止F為高電平3v2.3三極管非門A為低電平0vVT管截止F為高電平3v2.3三極管非門A為高電平3vVT管飽和導通F為低電平0.3v輸出、輸出的邏輯關系為：2.3三極管非門A為高電平3vVT管飽和導通F為低電平0.3TTL集成門電路3.1TTL集成門電路的結構TTL集成門電路的結構一般分為三級，即輸入級、中間級和輸出級。完成信號輸入放大作用完成信號處理及耦合作用完成驅動放大作用3TTL集成門電路3.1TTL集成門電路的結構T1.輸入級形式C=AC=A+BC=ABC=AB1.輸入級形式C=AC=A+BC=ABC=AB2.中間級形式⑴單變量分相器對于功能不同的門，這部分電路不一樣。例如TTL與非門中間級就是分相器；或非門中間級就是線與電路。分相器的邏輯表達式為：2.中間級形式⑴單變量分相器對于功能不同的門，這部分⑵A+B分相器A、B中有一個為高電平VT1、VT2必有一個飽和導通F2必然為高電平，F1為低電平。⑵A+B分相器A、B中有一個為高電平VT1、VT2必有一個⑵A+B分相器A、B均為低電平VT1、VT2都截止F2必然為高電平，F1為低電平。輸入、輸出的邏輯關系為：⑵A+B分相器A、B均為低電平VT1、VT2都截止F其輸出與輸入變量的邏輯關系為：

根據以上分析，不難得到n個變量之(或)的分相器。其輸出與輸入變量的邏輯關系為： 根據以上分析，3.輸出級形式TTL集成門電路輸出有四種輸出形式，即(a)集電極開路輸出，(b)三態門輸出，(c)圖騰柱輸出，(d)復合管和圖騰柱輸出。(a)(b)特點：具有控制VT1、VT2均截止的電路，當控制有效時，輸出端F呈高阻態；當控制無效時，按邏輯門正常功能輸出0，1兩態。特點：要接負載電阻RL和驅動電壓VCC，實現高壓、大電流驅動。3.輸出級形式TTL集成門電路輸出有四種輸出形式，即3.輸出級形式TTL集成門電路輸出有四種輸出形式，即(a)集電極開路輸出，(b)三態門輸出，(c)圖騰柱輸出，(d)復合管和圖騰柱輸出。(c)(d)特點：任何時候作為輸出的兩個三極管，總有一個處于截止狀態，而另一個處于飽和導通狀態，該電路具有較強的驅動能力。特點：具有圖騰柱輸出和復合管輸出的特點，有極強驅動能力。3.輸出級形式TTL集成門電路輸出有四種輸出形式，即3.2TTL門電路一、TTL與非門電路輸入級中間級輸出級由多發射極三極管VT1和電阻R1組成為典型的單變量C輸入的分相器為典型的復合管和圖騰柱輸出形式3.2TTL門電路一、TTL與非門電路輸入級中間級輸出級由二、TTL與門電路輸入級中間級輸出級F=AB二、TTL與門電路輸入級中間級輸出級F=AB三、與或非門和或非門電路輸入級中間級輸出級由兩個獨立的與門電路組成為A+B典型分相器由典型的復合管和圖騰柱輸出構成三、與或非門和或非門電路輸入級中間級輸出級由兩個獨立的與門電

或非門電路構成：在與或非門電路的基礎上，去除輸入級發射極B和D，即輸入級就是單發射極三極管，或者在與或非門電路中，在B、D加固定的高電平“1”，就構成了或非門電路。其輸出與輸入變量的邏輯關系為：或非門電路構成：四、TTL異或門電路首先將異或公式變換一下：輸入級中間級輸出級四、TTL異或門電路首先將異或公式變換一下：輸入級中間級五、集成TTL同或門電路首先將同或公式變換一下：輸入級中間級輸出級F=AB五、集成TTL同或門電路首先將同或公式變換一下：輸入級中六、TTL三態門電路所謂“三態”，即輸出不僅有“0”、“1”兩態，還有第三態，即高阻態。EN=1六、TTL三態門電路所謂“三態”，即輸出不僅有“0”六、TTL三態門電路所謂“三態”，即輸出不僅有“0”、“1”兩態，還有第三態，即高阻態。EN=0輸出呈高阻態導通截止截止導通截止六、TTL三態門電路所謂“三態”，即輸出不僅有“0”七、集電極開路的門電路(OC門)

我們知道，推拉式輸出電路結構具有輸出電阻很低的優點，但有一定的局限性。首先不能把它們的輸出端并聯使用。其次，在采用推拉式輸出級的門電路中，電流一經確定，輸出的高電平就固定了，因而無法滿足對不同輸出高低電平的要求。此外，推拉式電路結構也不能滿足驅動較大電流且高電壓的負載的要求。七、集電極開路的門電路(OC門)我們知道，推拉式輸出克服上述局限性的方法就是把輸出級改為集電極開路的三極管結構，做成集電極開路的門電路。需要外接負載電阻和電源克服上述局限性的方法就是把輸出級改為集電極開路的將兩個OC結構的與非門作線與連接：

F1、F2有一個是低電平，輸出F就是低電平。只有F1、F2同時為高電平時，輸出F才是高電平，即F=F1·F2。即：將兩個OC結構的與非門作線與連接：F1、F2有八、ECL門電路

ECL門是一種非飽和型高速數字集成電路，它的平均傳輸延遲時間可在2ns以下，是目前雙極型電路中速度最高的。1.ECL門電路的基本單元ECL門電路的基本單元是一個差動放大器。根據差動放大器的原理，VC2與VI同極性，VC1與VI反極性。即：八、ECL門電路ECL門是一種非飽和型高速數字集成電

故ECL門電路的基本單元是單變量分相器。當輸入VI為低電平VIL=－1.6v時：截止導通VE=VREF-VBE2=-2v；RE上的電流IE=(VE-VEE)/RE=3mA；VC2=-IER2=-0.8v；VC1=0v；此時VT2管集電結的反偏電壓VCB2=VC2-VREF=0.5v；故VT2工作在放大狀態，而不是飽和狀態。故ECL門電路的基本單元是單變量分相器。當輸入VI為低電

故ECL門電路的基本單元是單變量分相器。當輸入VI為高電平VIH=－0.8v時：導通截止VE=VIH-VBE1=-1.5v；RE上的電流IE=(VE-VEE)/RE=3.5mA；VC1=-IER1=-0.8v；此時VT1管集電結的反偏電壓VCB1=VC1-VIH=0v；故VT1工作在放大狀態，而不是飽和狀態。故ECL門電路的基本單元是單變量分相器。當輸入VI為高電2.ECL門的實際電路VT6組成一個簡單的電壓跟隨器，為VT5提供一個參考電壓VT7、VT8組成電壓跟隨器，起電平移動作用和隔離作用

輸入輸出的邏輯關系為：2.ECL門的實際電路VT6組成一個簡單的電壓跟隨器，為VT3.ECL門電路的工作特點優點：①由于三極管導通時工作在非飽和狀態，且邏輯電平擺幅小，傳輸時間tpd可縮短至2ns以下，工作速度最高；②輸出有互補性，使用方便，靈活；③輸出阻抗低，帶負載能力強；④電源電流基本不變，電路內部開關噪聲低。缺點：①噪聲容限低；②電路功耗大。3.ECL門電路的工作特點優點：①由于三極管導通時工4MOS門電路4.1NMOS門電路一、NMOS非門

VT1管為驅動管，VT2管為負載管，兩管都是增強型NMOS管。設VT1和VT2的開啟電壓分別為VT1、VT2。由于VT2管柵極接正電源VDD，所以VT2總是導通的。當輸入為低電平時，VT1截止，輸出F為高電平VOH=VDD-VT2。當輸入為高電平時，VT1導通，輸出F的電平：VD=VDDRDS1/(RDS1+RDS2).其中RDS1和RDS2分別為VT1和VT2導通時漏源等效電阻，其大小取決于管子在制造時的溝道寬長比和工作狀態。電路實現邏輯非功能：4MOS門電路4.1NMOS門電路一、NMOS非門二、NMOS或非門VT1、VT2為驅動管，VT3為負載管。要求RDS3遠大于RDS1∥RDS2。只要A、B中有一個為高電平，則必有一個驅動管導通，輸出F為低電平；只有A、B全為低電平時，VT1、VT2全截止，輸出F才為高電平?？梢婋娐穼崿F了或非門功能，即：二、NMOS或非門VT1、VT2為驅動管，VT3為負載三、NMOS與非門

VT1、VT2為驅動管，VT3為負載管。要求RDS3遠大于(RDS1+RDS2)。只有A、B全為高電平時，VT1、VT2才同時導通，輸出F才為低電平；若A、B中有一個為低電平，VT1、VT2至少有一管截止，輸出對地不通，輸出F為高電平?？梢婋娐穼崿F了與非功能，即：三、NMOS與非門VT1、VT2為驅動管，VT3為負載管四、NMOS與或非門VT1、VT2、VT3、VT4為驅動管，VT5為負載管。要求RDS5遠大于(RDS1+RDS2)∥(RDS3+RDS4)。其輸出與輸入變量的邏輯關系為與或非關系。即：四、NMOS與或非門VT1、VT2、VT3、VT4為驅動管，4.2CMOS門電路由N溝道和P溝道兩種MOSFET組成的電路為互補MOS或CMOS電路。一、CMOS反相器A=0導通UGSP=－VDD截止F為高電平4.2CMOS門電路由N溝道和P溝道兩種MOSFET4.2CMOS門電路由N溝道和P溝道兩種MOSFET組成的電路為互補MOS或CMOS電路。一、CMOS反相器A=1截止導通F為低電平

則輸入輸出的邏輯關系為：4.2CMOS門電路由N溝道和P溝道兩種MOSFET二、CMOS傳輸門(TG)傳輸門就是一種傳輸模擬信號的模擬開關。CMOS傳輸門由一個P溝道和一個N溝道增強型MOSFET并聯而成。因VTP和VTN是結構對稱的器件，它們的源極和漏極是可以互換的。

設它們的開啟電壓|VT|=2v，且輸入的模擬信號的變化范圍為－5v到＋5v。為使襯底與漏源極之間的PN結任何時刻都不致正偏，故TP的襯底接＋5v，而TN的襯底接－5v電壓。二、CMOS傳輸門(TG)傳輸門就是一種傳輸模擬

當C端接-5v時，VTN的柵壓即為-5v，uI在-5v~+5v范圍內的任意值時，VTN均不導通。同時，VTP的柵壓為+5v，VTP亦不導通?？梢姡擟接低電平時，開關是斷開的。

為了使開關接通，可將C端接高電壓+5v，uI在-5v~+3v的范圍內，VTN導通。同時，VTP的柵壓為-5v，uI在-3v~+5v的范圍內，VTP將導通。當C端接-5v時，VTN的柵壓即為-5v，uI在-5v~

由以上分析可知，當uI＜-3v時，僅有VTN導通，而當uI＞+3v時，僅有VTP導通。當uI在-3v~+3v的范圍內，VTN和VTP兩管均導通。進一步分析還可以看到，一管導通的程度越深，另一管的導通程度則相應地減少。這是CMOS傳輸門的優點。由以上分析可知，當uI＜-3v時，僅有VTN導通，而當u三、CMOS與非門

A、B中只要有一個為低電平，就會使兩個相串連的NMOS管截止，使兩個相并聯的PMOS管導通，輸出F為高電平。

當A、B全為高電平時，才會使兩個串聯NMOS管都導通，使兩個并聯型PMOS管都截止，輸出為低電平。則這種電路具有與非的邏輯功能，即：三、CMOS與非門A、B中只要有一個為低電平，就會使兩四、CMOS或非門CMOS或非門如下圖所示。其中VTP1、VTP2是兩個串聯的PMOS管，VTN1、VTN2是兩個并聯的NMOS管。當輸入變量A、B中只要有一個為高電平，就會使與它相連的NMOS管導通，與它相連的PMOS管截止，輸出F為低電平。只有A、B全為低電平時，兩個并聯的NMOS管都截止，而兩個串聯的PMOS都導通，輸出F為高電平。則這種電路具有或非功能，即：四、CMOS或非門CMOS或非門如下圖所示。其中VTP五、CMOS與或非門CMOS與或非門電路由三個與非門基本電路和一個反相器構成。等效電路五、CMOS與或非門CMOS與或非門電路由三個與非門六、CMOS異或門VTP1、VTP2、VTN1、VTN2組成或非門，其輸出控制著VTP5和VTN5的狀態，當P=0時，VTP5導通，VTN5截止；當P=1時，VTP5截止，VTN5導通。而當VTP5導通、VTN5截止時，VTP3、VTP4、VTN3、VTN4組成與非門；當VTP5截止，VTN5導通時，F通過VTN5到地。由電路可知：當P=0時，因VTP5導通，VTN5截止，VTP3、VTP4、VTN3、VTN4組成了與非門，則當P=1時，由于VTP5截止，VTN5導通，則六、CMOS異或門VTP1、VTP2、VTN1、VTN整理上述結果，可得到電路的真值表：ABPF0010010110011100整理上述結果，可得到電路的真值表：ABPF0010010七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上，增加了控制端和控制電路構成。CMOS三態門一般有三種形式：⒈

當=1時，VTN1截止，VTP1截止，輸出F高阻抗。當=0時，VTN1、VTP1均導通，F=，電路處于正常工作狀態。=0有效。七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上，增加了控制端和控制電路構成。CMOS三態門一般有三種形式：⒉當=1時，TG截止，F為高阻態。當=0時，TG導通，F=，處于正常工作狀態。

=0有效。七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上，增加了控制端和控制電路構成。CMOS三態門一般有三種形式：⒊當=1時，VTP2截止，VTN1截止，輸出F為高阻抗。當=0時，VTP2導通，F==A。電路處于正常工作。七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上八、CMOS漏極開路門(OD門)

CMOS漏極開路門有多種多樣，上圖所示的是CMOS與非門的電路。這類電路有如下主要特點：①輸出MOS管的漏極是開路的。圖中虛線所示。②可以實現線與功能，即可以把幾個OD門的輸出端用導線連接起來實現與運算。③可以用來實現邏輯電平變換。④帶負載能力強。八、CMOS漏極開路門(OD門)CMOS漏極開路門有4.3CMOS電路的主要特點和使用中應注意的幾個問題一、CMOS集成電路的主要特點①功耗極低。②電源電壓范圍寬。③抗干擾能力強。④邏輯擺幅大。⑤輸入阻抗極高。⑥扇出能力強。⑦集成度很高，溫度穩定性好。⑧抗輻射能力強。⑨成本低。4.3CMOS電路的主要特點和使用中應注意的幾個問題二、CMOS電路使用中應注意的幾個問題①注意輸入端的靜電保護。②注意輸入電路的過流保護。③注意電源電壓極性，防止輸出端短路。二、CMOS電路使用中應注意的幾個問題①注意輸入端的靜電保5TTL電路與CMOS電路的接口

在目前TTL和CMOS兩種電路并存的情況下，經常會遇到需要將兩種器件互相對接的問題.由驅動門與負載門的連接的電路圖可知，無論是用TTL電路驅動CMOS電路還是用CMOS電路驅動TTL電路，驅動門必須能為負載門提供合乎標準的高、低電平和足夠的驅動電流，也就是必須同時滿足下列各式：驅動門負載門

VOH(min)≥VIH(min)

VOL(max)≤VIL(max)

IOH(max)≥nIIH(max)

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

為便于對照比較，下表中列出了TTL和CMOS兩種電路輸出電壓、輸出電流、輸入電壓和輸入電流的參數。

電路種類參數名稱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為便于對照比較，下表中列出了TTL和CMOS兩種一、用TTL電路驅動CMOS電路1.用TTL電路驅動4000系列和74HC系列CMOS電路

根據輸入、輸出特性表數據可知，無論是用74系列TTL電路作驅動門還是用74LS系列TTL電路作驅動門，都能在n、m大于1的情況下不能滿足驅動門、負載門關系式的第四式的要求。因此必須設法將TTL電路輸出的高電平提升到3.5v以上。

最簡單的解決方法是在TTL電路的輸出端和電源之間接入上拉電阻Ru，如右圖：一、用TTL電路驅動CMOS電路1.用TTL電路驅動4000

當TTL電路的輸出為高電平時，輸出級的負載管和驅動管同時截止，故有VOH=VDD-Ru(IO+nIIH)式中的IO為TTL電路輸出級T5管截止時的漏電流。由于IO和IIH都很小，所以只要Ru的阻值不是特別大，輸出高電平將被提升至VOH≈VDD。在CMOS電路的電源電壓較高時，它所要求的VIH(min)值將超過推拉式輸出結構TTL電路輸出端能夠承受的電壓。在這種情況下，應采用集電極開路輸出結夠的TTL門電路(OC門)作為驅動門。OC門輸出端三極管的耐壓較高，可達30v以上。Ru的取值范圍的計算方法與OC門外接上拉電阻的計算按下式進行：當TTL電路的輸出為高電平時，輸出級的負載管和驅一、用TTL電路驅動CMOS電路1.用TTL電路驅動4000系列和74HC系列CMOS電路

另一種解決的方法是使用帶電平偏移的CMOS門電路實現電平轉換。例如CC40109就是這種帶電平偏移的門電路。見下圖：

可見，它有兩個電源輸入端VCC和VDD，當VCC=5v，VDD=10v，輸入為1.5v/3.5v時，輸出為9v/1v。這個輸出電平足以滿足后面COMS電路對輸入高、低電平的要求。一、用TTL電路驅動CMOS電路1.用TTL電路驅動40002.用TTL電路驅動74HCT系列CMOS門電路

為了能方便地實現直接驅動，又生產了74HCT系列高速CMOS電路。通過改進工藝和設計，使74HCT系列的VIH(min)值降至2v。由輸入、輸出特性參數表可知，將TTL電路的輸出直接接到74HCT系列電路的輸入端時，驅動門和負載門的四個關系式全部能滿足。因此，無需外加任何元器件。2.用TTL電路驅動74HCT系列CMOS門電二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電路驅動74系列TTL電路第一種方法是將同一個封裝內的門電路并聯使用雖然同一封裝的兩個門電路的參數比較一致，但不可能完全相同，所以兩個門并聯后的最大負載電流略低于每個門最大負載電流的兩倍。二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電路驅動74系列TTL電路

第二種方法是在CMOS電路的輸出端增加一級CMOS驅動器二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電路驅動74系列TTL電路

第三種方法（找不到合適的驅動器時），即使用分離器件的電流放大器實現電流擴展

只要放大器的電路參數選的合理，定可做到既滿足iB＜-IOH(CMOS)，又滿足IOL＞nIlL(TTL)。同時，放大器輸出的高低電平也符合驅動門和負載門的關系式(1)、(2)的要求。二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電

2.用4000系列CMOS電路驅動74LS系列TTL電路

從輸入、輸出特性參數表可知，這時驅動門和負載門的四個關系式都能滿足，故可將CMOS電路的輸出與74LS系列門電路的輸入直接連接。但如果n＞1，則仍需采用上面講到的這些方法才能相連。

3.用74HC/74HCT系列CMOS電路驅動74LS系列TTL電路

根據輸入、輸出特性參數表給出的數據可知，無論負載門是74系列TTL電路還是74LS系列TTL電路，都可以直接用74HCT系列CMOS門驅動，這時驅動門和負載門的四個關系式同時滿足?？沈寗迂撦d門的數目不難從輸入、輸出特性參數表中求出。2.用4000系列CMOS電路驅動74LS系列TTL電路6門電路的VHDL描述6.1二輸入與非門、與門、或門、或非門、異或門的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;將F＜=ANANDB中的NAND修改為AND、OR、NOR、XOR，nand2也作相應的修改，如and2、or2、nor2、xor2。即可得到二輸入的與門、或門、或非門、異或門的VHDL程序。6門電路的VHDL描述6.1二輸入與非門、與門、或門、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;與程序1類似，將nand2修改為and2、or2、nor2、xor2,根據二輸入的與門、或門、或非門、異或門的真值表，修改：WHEN“01”=＞F＜=‘?’;WHEN“10”=＞F＜=‘?’;WHEN“11”=＞F＜=‘?’;即可得到二輸入的與門、或門、或非門、異或門的VHDL程序。CASEco6.2四輸入與非門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;6.2四輸入與非門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;與二輸入與非門、與門、或非門、或門、異或門VHDL程序設計類似，修改表達式F＜=NOT(AANDBANDCANDD)，或者根據真值表修改：WHCASEtmpISWHEN“0000”＞=F＜=‘?’；WHEN“0001”＞=F＜=‘?’；…WHEN“1111”＞=F＜=‘?’；WHENOTHERS＞=F＜=‘X’；ENDCASE；

即可得到四輸入的與門、或門、或非門、異或門等的VHDL程序。CASEtmp小節

1.用以實現基本邏輯運算和復合運算的單元電路稱為門電路。

2.分立元件門電路，只介紹了與門、或門和非門，通過它們可以具體地體會到與、或、非三種最基本的邏輯運算，是怎么樣與半導體電子線路聯系起來的，也即用電子電路是怎樣實現與、或、非運算的。小節1.用以實現基本邏輯運算和復合運算的單元電

3.TTL集成門電路是本章的重點，介紹了TTL集成與非門、與門、或非門、與或非門、異或門、同或門、三態門、OC門、ECL門等。它們結構特點是：由輸入級、中間級和輸出級三部分組成。這三級不同組合可以構成品種繁多、形式多樣的TTL門電路。熟練掌握了TTL與非門和或非門，其他形式TTL門基本上可以派生得到。3.TTL集成門電路是本章的重點，介紹了

4.MOS門電路，特別是CMOS門電路是具有發展前途的門電路。也可以組成與非門、或非門、與或非門、異或門、同或門等。由于MOSFET在結構上具有對稱性，它還可以構成信號傳輸門。此傳輸門除了在取樣——保持、斬波電路、模數和數模轉換得到廣泛應用外，同時在構成基本門方面也帶來許多方便。4.MOS門電路，特別是CMOS門電路是具5.介紹了TTL電路與CMOS電路的接口問題。6.最后介紹了門電路的VHDL語言描述方法。數字電子邏輯門電路課件數字電子邏輯門電路1概述2分立元件門電路3TTL集成門電路4MOS門電路5TTL電路與CMOS電路的接口6門電路的VHDL描述數字電子邏輯門電路1概述2分立元件門電路3TTL集成門邏輯門電路1概述用以實現基本邏輯運算和符合邏輯運算的單元電路稱為門電路。常用的門電路有與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門、同或門等。

門電路的種類：按是否集成分類有分立元件邏輯門電路、集成邏輯門電路。而后者又分為TTL門電路和MOS門電路等。邏輯門電路1概述用以實現基本邏輯運算和符合邏輯運算2分立元件門電路2.1二極管與門最簡單的與門可以用二極管和電阻組成。設VCC=5v，A、B端輸入的高低電平分別為VIH=3v,VIL=0v，二極管VD1、VD2的正向導通壓降VDF=0.7v。A、B當中有一個是低電平0v必有一個二極管導通使F為0.7v2分立元件門電路2.1二極管與門最簡單的與門可以用2分立元件門電路2.1二極管與門最簡單的與門可以用二極管和電阻組成。設VCC=5v，A、B端輸入的高低電平分別為VIH=3v,VIL=0v，二極管VD1、VD2的正向導通壓降VDF=0.7v。A、B同時為高電平3vF為3.7v2分立元件門電路2.1二極管與門最簡單的與門可以用如果規定2v以上為高電平，用邏輯1狀態表

示；1v以下為低電平，用邏輯0表示。則邏輯

電平列表改寫成真值表為： A(v)B(v)F(v)000.7030.7300.7333.7則輸入、輸出邏輯電平列表為：ABF000010100111F=AB如果規定2v以上為高電平，用邏輯1狀態表

示；1v以2.2二極管或門最簡單的或門電路也是由二極管和電阻組成。A、B同時為低電平0vF為0v2.2二極管或門最簡單的或門電路也是由二極管和電阻組成2.2二極管或門最簡單的或門電路也是由二極管和電阻組成。A、B當中有一個是高電平F為高電平2.3v2.2二極管或門最簡單的或門電路也是由二極管和電阻組成則輸入、輸出邏輯電平列表為：A(v)B(v)F(v)000032.3302.3332.3如果規定2v以上為高電平，用邏輯1狀態表示；1v以下為低電平，用邏輯0表示。則邏輯電平列表改寫成真值表為：ABF000011101111F=A+B則輸入、輸出邏輯電平列表為：A(v)B(v)F(v)0002.3三極管非門A為低電平0vVT管截止F為高電平3v2.3三極管非門A為低電平0vVT管截止F為高電平3v2.3三極管非門A為高電平3vVT管飽和導通F為低電平0.3v輸出、輸出的邏輯關系為：2.3三極管非門A為高電平3vVT管飽和導通F為低電平0.3TTL集成門電路3.1TTL集成門電路的結構TTL集成門電路的結構一般分為三級，即輸入級、中間級和輸出級。完成信號輸入放大作用完成信號處理及耦合作用完成驅動放大作用3TTL集成門電路3.1TTL集成門電路的結構T1.輸入級形式C=AC=A+BC=ABC=AB1.輸入級形式C=AC=A+BC=ABC=AB2.中間級形式⑴單變量分相器對于功能不同的門，這部分電路不一樣。例如TTL與非門中間級就是分相器；或非門中間級就是線與電路。分相器的邏輯表達式為：2.中間級形式⑴單變量分相器對于功能不同的門，這部分⑵A+B分相器A、B中有一個為高電平VT1、VT2必有一個飽和導通F2必然為高電平，F1為低電平。⑵A+B分相器A、B中有一個為高電平VT1、VT2必有一個⑵A+B分相器A、B均為低電平VT1、VT2都截止F2必然為高電平，F1為低電平。輸入、輸出的邏輯關系為：⑵A+B分相器A、B均為低電平VT1、VT2都截止F其輸出與輸入變量的邏輯關系為：

根據以上分析，不難得到n個變量之(或)的分相器。其輸出與輸入變量的邏輯關系為： 根據以上分析，3.輸出級形式TTL集成門電路輸出有四種輸出形式，即(a)集電極開路輸出，(b)三態門輸出，(c)圖騰柱輸出，(d)復合管和圖騰柱輸出。(a)(b)特點：具有控制VT1、VT2均截止的電路，當控制有效時，輸出端F呈高阻態；當控制無效時，按邏輯門正常功能輸出0，1兩態。特點：要接負載電阻RL和驅動電壓VCC，實現高壓、大電流驅動。3.輸出級形式TTL集成門電路輸出有四種輸出形式，即3.輸出級形式TTL集成門電路輸出有四種輸出形式，即(a)集電極開路輸出，(b)三態門輸出，(c)圖騰柱輸出，(d)復合管和圖騰柱輸出。(c)(d)特點：任何時候作為輸出的兩個三極管，總有一個處于截止狀態，而另一個處于飽和導通狀態，該電路具有較強的驅動能力。特點：具有圖騰柱輸出和復合管輸出的特點，有極強驅動能力。3.輸出級形式TTL集成門電路輸出有四種輸出形式，即3.2TTL門電路一、TTL與非門電路輸入級中間級輸出級由多發射極三極管VT1和電阻R1組成為典型的單變量C輸入的分相器為典型的復合管和圖騰柱輸出形式3.2TTL門電路一、TTL與非門電路輸入級中間級輸出級由二、TTL與門電路輸入級中間級輸出級F=AB二、TTL與門電路輸入級中間級輸出級F=AB三、與或非門和或非門電路輸入級中間級輸出級由兩個獨立的與門電路組成為A+B典型分相器由典型的復合管和圖騰柱輸出構成三、與或非門和或非門電路輸入級中間級輸出級由兩個獨立的與門電

或非門電路構成：在與或非門電路的基礎上，去除輸入級發射極B和D，即輸入級就是單發射極三極管，或者在與或非門電路中，在B、D加固定的高電平“1”，就構成了或非門電路。其輸出與輸入變量的邏輯關系為：或非門電路構成：四、TTL異或門電路首先將異或公式變換一下：輸入級中間級輸出級四、TTL異或門電路首先將異或公式變換一下：輸入級中間級五、集成TTL同或門電路首先將同或公式變換一下：輸入級中間級輸出級F=AB五、集成TTL同或門電路首先將同或公式變換一下：輸入級中六、TTL三態門電路所謂“三態”，即輸出不僅有“0”、“1”兩態，還有第三態，即高阻態。EN=1六、TTL三態門電路所謂“三態”，即輸出不僅有“0”六、TTL三態門電路所謂“三態”，即輸出不僅有“0”、“1”兩態，還有第三態，即高阻態。EN=0輸出呈高阻態導通截止截止導通截止六、TTL三態門電路所謂“三態”，即輸出不僅有“0”七、集電極開路的門電路(OC門)

我們知道，推拉式輸出電路結構具有輸出電阻很低的優點，但有一定的局限性。首先不能把它們的輸出端并聯使用。其次，在采用推拉式輸出級的門電路中，電流一經確定，輸出的高電平就固定了，因而無法滿足對不同輸出高低電平的要求。此外，推拉式電路結構也不能滿足驅動較大電流且高電壓的負載的要求。七、集電極開路的門電路(OC門)我們知道，推拉式輸出克服上述局限性的方法就是把輸出級改為集電極開路的三極管結構，做成集電極開路的門電路。需要外接負載電阻和電源克服上述局限性的方法就是把輸出級改為集電極開路的將兩個OC結構的與非門作線與連接：

F1、F2有一個是低電平，輸出F就是低電平。只有F1、F2同時為高電平時，輸出F才是高電平，即F=F1·F2。即：將兩個OC結構的與非門作線與連接：F1、F2有八、ECL門電路

ECL門是一種非飽和型高速數字集成電路，它的平均傳輸延遲時間可在2ns以下，是目前雙極型電路中速度最高的。1.ECL門電路的基本單元ECL門電路的基本單元是一個差動放大器。根據差動放大器的原理，VC2與VI同極性，VC1與VI反極性。即：八、ECL門電路ECL門是一種非飽和型高速數字集成電

故ECL門電路的基本單元是單變量分相器。當輸入VI為低電平VIL=－1.6v時：截止導通VE=VREF-VBE2=-2v；RE上的電流IE=(VE-VEE)/RE=3mA；VC2=-IER2=-0.8v；VC1=0v；此時VT2管集電結的反偏電壓VCB2=VC2-VREF=0.5v；故VT2工作在放大狀態，而不是飽和狀態。故ECL門電路的基本單元是單變量分相器。當輸入VI為低電

故ECL門電路的基本單元是單變量分相器。當輸入VI為高電平VIH=－0.8v時：導通截止VE=VIH-VBE1=-1.5v；RE上的電流IE=(VE-VEE)/RE=3.5mA；VC1=-IER1=-0.8v；此時VT1管集電結的反偏電壓VCB1=VC1-VIH=0v；故VT1工作在放大狀態，而不是飽和狀態。故ECL門電路的基本單元是單變量分相器。當輸入VI為高電2.ECL門的實際電路VT6組成一個簡單的電壓跟隨器，為VT5提供一個參考電壓VT7、VT8組成電壓跟隨器，起電平移動作用和隔離作用

輸入輸出的邏輯關系為：2.ECL門的實際電路VT6組成一個簡單的電壓跟隨器，為VT3.ECL門電路的工作特點優點：①由于三極管導通時工作在非飽和狀態，且邏輯電平擺幅小，傳輸時間tpd可縮短至2ns以下，工作速度最高；②輸出有互補性，使用方便，靈活；③輸出阻抗低，帶負載能力強；④電源電流基本不變，電路內部開關噪聲低。缺點：①噪聲容限低；②電路功耗大。3.ECL門電路的工作特點優點：①由于三極管導通時工4MOS門電路4.1NMOS門電路一、NMOS非門

VT1管為驅動管，VT2管為負載管，兩管都是增強型NMOS管。設VT1和VT2的開啟電壓分別為VT1、VT2。由于VT2管柵極接正電源VDD，所以VT2總是導通的。當輸入為低電平時，VT1截止，輸出F為高電平VOH=VDD-VT2。當輸入為高電平時，VT1導通，輸出F的電平：VD=VDDRDS1/(RDS1+RDS2).其中RDS1和RDS2分別為VT1和VT2導通時漏源等效電阻，其大小取決于管子在制造時的溝道寬長比和工作狀態。電路實現邏輯非功能：4MOS門電路4.1NMOS門電路一、NMOS非門二、NMOS或非門VT1、VT2為驅動管，VT3為負載管。要求RDS3遠大于RDS1∥RDS2。只要A、B中有一個為高電平，則必有一個驅動管導通，輸出F為低電平；只有A、B全為低電平時，VT1、VT2全截止，輸出F才為高電平?？梢婋娐穼崿F了或非門功能，即：二、NMOS或非門VT1、VT2為驅動管，VT3為負載三、NMOS與非門

VT1、VT2為驅動管，VT3為負載管。要求RDS3遠大于(RDS1+RDS2)。只有A、B全為高電平時，VT1、VT2才同時導通，輸出F才為低電平；若A、B中有一個為低電平，VT1、VT2至少有一管截止，輸出對地不通，輸出F為高電平?？梢婋娐穼崿F了與非功能，即：三、NMOS與非門VT1、VT2為驅動管，VT3為負載管四、NMOS與或非門VT1、VT2、VT3、VT4為驅動管，VT5為負載管。要求RDS5遠大于(RDS1+RDS2)∥(RDS3+RDS4)。其輸出與輸入變量的邏輯關系為與或非關系。即：四、NMOS與或非門VT1、VT2、VT3、VT4為驅動管，4.2CMOS門電路由N溝道和P溝道兩種MOSFET組成的電路為互補MOS或CMOS電路。一、CMOS反相器A=0導通UGSP=－VDD截止F為高電平4.2CMOS門電路由N溝道和P溝道兩種MOSFET4.2CMOS門電路由N溝道和P溝道兩種MOSFET組成的電路為互補MOS或CMOS電路。一、CMOS反相器A=1截止導通F為低電平

則輸入輸出的邏輯關系為：4.2CMOS門電路由N溝道和P溝道兩種MOSFET二、CMOS傳輸門(TG)傳輸門就是一種傳輸模擬信號的模擬開關。CMOS傳輸門由一個P溝道和一個N溝道增強型MOSFET并聯而成。因VTP和VTN是結構對稱的器件，它們的源極和漏極是可以互換的。

設它們的開啟電壓|VT|=2v，且輸入的模擬信號的變化范圍為－5v到＋5v。為使襯底與漏源極之間的PN結任何時刻都不致正偏，故TP的襯底接＋5v，而TN的襯底接－5v電壓。二、CMOS傳輸門(TG)傳輸門就是一種傳輸模擬

當C端接-5v時，VTN的柵壓即為-5v，uI在-5v~+5v范圍內的任意值時，VTN均不導通。同時，VTP的柵壓為+5v，VTP亦不導通?？梢姡擟接低電平時，開關是斷開的。

為了使開關接通，可將C端接高電壓+5v，uI在-5v~+3v的范圍內，VTN導通。同時，VTP的柵壓為-5v，uI在-3v~+5v的范圍內，VTP將導通。當C端接-5v時，VTN的柵壓即為-5v，uI在-5v~

由以上分析可知，當uI＜-3v時，僅有VTN導通，而當uI＞+3v時，僅有VTP導通。當uI在-3v~+3v的范圍內，VTN和VTP兩管均導通。進一步分析還可以看到，一管導通的程度越深，另一管的導通程度則相應地減少。這是CMOS傳輸門的優點。由以上分析可知，當uI＜-3v時，僅有VTN導通，而當u三、CMOS與非門

A、B中只要有一個為低電平，就會使兩個相串連的NMOS管截止，使兩個相并聯的PMOS管導通，輸出F為高電平。

當A、B全為高電平時，才會使兩個串聯NMOS管都導通，使兩個并聯型PMOS管都截止，輸出為低電平。則這種電路具有與非的邏輯功能，即：三、CMOS與非門A、B中只要有一個為低電平，就會使兩四、CMOS或非門CMOS或非門如下圖所示。其中VTP1、VTP2是兩個串聯的PMOS管，VTN1、VTN2是兩個并聯的NMOS管。當輸入變量A、B中只要有一個為高電平，就會使與它相連的NMOS管導通，與它相連的PMOS管截止，輸出F為低電平。只有A、B全為低電平時，兩個并聯的NMOS管都截止，而兩個串聯的PMOS都導通，輸出F為高電平。則這種電路具有或非功能，即：四、CMOS或非門CMOS或非門如下圖所示。其中VTP五、CMOS與或非門CMOS與或非門電路由三個與非門基本電路和一個反相器構成。等效電路五、CMOS與或非門CMOS與或非門電路由三個與非門六、CMOS異或門VTP1、VTP2、VTN1、VTN2組成或非門，其輸出控制著VTP5和VTN5的狀態，當P=0時，VTP5導通，VTN5截止；當P=1時，VTP5截止，VTN5導通。而當VTP5導通、VTN5截止時，VTP3、VTP4、VTN3、VTN4組成與非門；當VTP5截止，VTN5導通時，F通過VTN5到地。由電路可知：當P=0時，因VTP5導通，VTN5截止，VTP3、VTP4、VTN3、VTN4組成了與非門，則當P=1時，由于VTP5截止，VTN5導通，則六、CMOS異或門VTP1、VTP2、VTN1、VTN整理上述結果，可得到電路的真值表：ABPF0010010110011100整理上述結果，可得到電路的真值表：ABPF0010010七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上，增加了控制端和控制電路構成。CMOS三態門一般有三種形式：⒈

當=1時，VTN1截止，VTP1截止，輸出F高阻抗。當=0時，VTN1、VTP1均導通，F=，電路處于正常工作狀態。=0有效。七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上，增加了控制端和控制電路構成。CMOS三態門一般有三種形式：⒉當=1時，TG截止，F為高阻態。當=0時，TG導通，F=，處于正常工作狀態。

=0有效。七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上，增加了控制端和控制電路構成。CMOS三態門一般有三種形式：⒊當=1時，VTP2截止，VTN1截止，輸出F為高阻抗。當=0時，VTP2導通，F==A。電路處于正常工作。七、CMOS三態門電路三態輸出門是在普通門的基礎上八、CMOS漏極開路門(OD門)

CMOS漏極開路門有多種多樣，上圖所示的是CMOS與非門的電路。這類電路有如下主要特點：①輸出MOS管的漏極是開路的。圖中虛線所示。②可以實現線與功能，即可以把幾個OD門的輸出端用導線連接起來實現與運算。③可以用來實現邏輯電平變換。④帶負載能力強。八、CMOS漏極開路門(OD門)CMOS漏極開路門有4.3CMOS電路的主要特點和使用中應注意的幾個問題一、CMOS集成電路的主要特點①功耗極低。②電源電壓范圍寬。③抗干擾能力強。④邏輯擺幅大。⑤輸入阻抗極高。⑥扇出能力強。⑦集成度很高，溫度穩定性好。⑧抗輻射能力強。⑨成本低。4.3CMOS電路的主要特點和使用中應注意的幾個問題二、CMOS電路使用中應注意的幾個問題①注意輸入端的靜電保護。②注意輸入電路的過流保護。③注意電源電壓極性，防止輸出端短路。二、CMOS電路使用中應注意的幾個問題①注意輸入端的靜電保5TTL電路與CMOS電路的接口

在目前TTL和CMOS兩種電路并存的情況下，經常會遇到需要將兩種器件互相對接的問題.由驅動門與負載門的連接的電路圖可知，無論是用TTL電路驅動CMOS電路還是用CMOS電路驅動TTL電路，驅動門必須能為負載門提供合乎標準的高、低電平和足夠的驅動電流，也就是必須同時滿足下列各式：驅動門負載門

VOH(min)≥VIH(min)

VOL(max)≤VIL(max)

IOH(max)≥nIIH(max)

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

為便于對照比較，下表中列出了TTL和CMOS兩種電路輸出電壓、輸出電流、輸入電壓和輸入電流的參數。

電路種類參數名稱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為便于對照比較，下表中列出了TTL和CMOS兩種一、用TTL電路驅動CMOS電路1.用TTL電路驅動4000系列和74HC系列CMOS電路

根據輸入、輸出特性表數據可知，無論是用74系列TTL電路作驅動門還是用74LS系列TTL電路作驅動門，都能在n、m大于1的情況下不能滿足驅動門、負載門關系式的第四式的要求。因此必須設法將TTL電路輸出的高電平提升到3.5v以上。

最簡單的解決方法是在TTL電路的輸出端和電源之間接入上拉電阻Ru，如右圖：一、用TTL電路驅動CMOS電路1.用TTL電路驅動4000

當TTL電路的輸出為高電平時，輸出級的負載管和驅動管同時截止，故有VOH=VDD-Ru(IO+nIIH)式中的IO為TTL電路輸出級T5管截止時的漏電流。由于IO和IIH都很小，所以只要Ru的阻值不是特別大，輸出高電平將被提升至VOH≈VDD。在CMOS電路的電源電壓較高時，它所要求的VIH(min)值將超過推拉式輸出結構TTL電路輸出端能夠承受的電壓。在這種情況下，應采用集電極開路輸出結夠的TTL門電路(OC門)作為驅動門。OC門輸出端三極管的耐壓較高，可達30v以上。Ru的取值范圍的計算方法與OC門外接上拉電阻的計算按下式進行：當TTL電路的輸出為高電平時，輸出級的負載管和驅一、用TTL電路驅動CMOS電路1.用TTL電路驅動4000系列和74HC系列CMOS電路

另一種解決的方法是使用帶電平偏移的CMOS門電路實現電平轉換。例如CC40109就是這種帶電平偏移的門電路。見下圖：

可見，它有兩個電源輸入端VCC和VDD，當VCC=5v，VDD=10v，輸入為1.5v/3.5v時，輸出為9v/1v。這個輸出電平足以滿足后面COMS電路對輸入高、低電平的要求。一、用TTL電路驅動CMOS電路1.用TTL電路驅動40002.用TTL電路驅動74HCT系列CMOS門電路

為了能方便地實現直接驅動，又生產了74HCT系列高速CMOS電路。通過改進工藝和設計，使74HCT系列的VIH(min)值降至2v。由輸入、輸出特性參數表可知，將TTL電路的輸出直接接到74HCT系列電路的輸入端時，驅動門和負載門的四個關系式全部能滿足。因此，無需外加任何元器件。2.用TTL電路驅動74HCT系列CMOS門電二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電路驅動74系列TTL電路第一種方法是將同一個封裝內的門電路并聯使用雖然同一封裝的兩個門電路的參數比較一致，但不可能完全相同，所以兩個門并聯后的最大負載電流略低于每個門最大負載電流的兩倍。二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電路驅動74系列TTL電路

第二種方法是在CMOS電路的輸出端增加一級CMOS驅動器二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電路驅動74系列TTL電路

第三種方法（找不到合適的驅動器時），即使用分離器件的電流放大器實現電流擴展

只要放大器的電路參數選的合理，定可做到既滿足iB＜-IOH(CMOS)，又滿足IOL＞nIlL(TTL)。同時，放大器輸出的高低電平也符合驅動門和負載門的關系式(1)、(2)的要求。二、用CMOS電路驅動TTL電路1.用4000系列CMOS電

2.用4000系列CMOS電路驅動74LS系列TTL電路

從輸入、輸出特性參數表可知，這時驅動門和負載門的四個關系式都能滿足，故可將CMOS電路的輸出與74LS系列門電路的輸入直接連接。但如果n＞1，則仍需采用上面講到的這些方法才能相連。

3.用74HC/74HCT系列CMOS電路驅動74LS系列TTL電路

根據輸入、輸出特性參數表給出的數據可知，無論負載門是74系列TTL電路還是74LS系列TTL電路，都可以直接用74HCT系列CMOS門驅動，這時驅動門和負載門的四個關系式同時滿足?？沈寗迂撦d門的數目不難從輸入、輸出特性參數表中求出。2.用4000系列CMOS電路驅動74LS系列TTL電路6門電路的VHDL描述6.1二輸入與非門、與門、或門、或非門、異或門的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;將F＜=ANANDB中的NAND修改為AND、OR、NOR、XOR，nand2也作相應的修改，如and2、or2、nor2、xor2。即可得到二輸入的與門、或門、或非門、異或門的VHDL程序。6門電路的VHDL描述6.1二輸入與非門、與門、或門、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_