項目7

邏輯門電路什么構成了這些邏輯原件？一、二極管與門和或門電路1．與門電路基本邏輯門電路輸入輸出VA（V）VB（V）VL（V）0V0V5V5V0V5V0V5V0V0V0V5V0101BLA0011輸入0001輸出

與邏輯真值表與門在電路中的波形圖0101BLA0011輸入0001輸出

與邏輯真值表

2．或門電路輸入輸出VA（V）VB（V）VL（V）0V0V5V5V0V5V0V5V0V5V5V5V0101BLA0011輸入0111輸出

或邏輯真值表二、三極管非門電路輸入輸出VA（V）VL（V）0V5V5V0VLA01輸入10輸出非邏輯真值表與非門的復合三、復合門電路TTL邏輯門電路一、TTL與非門的基本結構及工作原理1．TTL與非門的基本結構TTL與非門電路的基本結構2．TTL與非門的邏輯關系（1）輸入全為高電平3.6V時。

T2、T3飽和導通，實現了與非門的邏輯功能之一：輸入全為高電平時，輸出為低電平。由于T2飽和導通，VC2=1V。T4和二極管D都截止。由于T3飽和導通，輸出電壓為：

VO=VCES3≈0.3V該發射結導通，VB1=1V。T2、T3都截止。（2）輸入有低電平0.3V

時。實現了與非門的邏輯功能的另一方面：輸入有低電平時，輸出為高電平。忽略流過RC2的電流，VB4≈VCC=5V

。由于T4和D導通，所以：

VO≈VCC-VBE4-VD

=5-0.7-0.7=3.6（V）綜合上述兩種情況，該電路滿足與非的邏輯功能，即：TTL與非門傳輸延遲時間tpd導通延遲時間tPHL——從輸入波形上升沿的中點到輸出波形下降沿的中點所經歷的時間。一般TTL與非門傳輸延遲時間tpd的值為幾納秒～十幾個納秒。截止延遲時間tPLH——從輸入波形下降沿的中點到輸出波形上升沿的中點所經歷的時間。與非門的傳輸延遲時間tpd：

三、TTL與非門的電壓傳輸特性及抗干擾能力1．電壓傳輸特性曲線：Vo=f（Vi）ABCDE截止區線性區過渡區飽和區（1）輸出高電平電壓VOH——在正邏輯體制中代表邏輯“1”的輸出電壓。VOH的理論值為3.6V，產品規定輸出高電壓的最小值VOH（min）=2.4V。（2）輸出低電平電壓VOL——在正邏輯體制中代表邏輯“0”的輸出電壓。VOL的理論值為0.3V，產品規定輸出低電壓的最大值VOL（max）=0.4V。2．幾個重要參數ABCDE截止區線性區過渡區飽和區（3）關門電平電壓VOFF——是指輸出電壓下降到VOH（min）時對應的輸入電壓。只要Vi<VOFF，V0就是高電平，即允許輸入低電壓的最大值。在產品手冊中常稱為輸入低電平電壓，用VIL（max）表示。一般產品規定VIL（max）=0.8V合格。（4）開門電平電壓VON——是指輸出電壓下降到VOL（max）時對應的輸入電壓。即輸入高電壓的最小值。在產品手冊中常稱為輸入高電平電壓，用VIH（min）表示。一般產品規定VIH（min）=2V。（5）閾值電壓Vth——電壓傳輸特性的過渡區所對應的輸入電壓，即決定電路截止和導通的分界線，也是決定輸出高、低電壓的分界線。近似地：Vth≈VOFF≈VON

即Vi＜Vth，與非門關門，輸出高電平；

Vi＞Vth，與非門開門，輸出低電平。

Vth又常被形象化地稱為門檻電壓。Vth的值為1.3V～1.４V。低電平噪聲容限

VNL＝VOFF-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V高電平噪聲容限

VNH＝VOH（min）-VON＝2.4V-2.0V＝0.4VTTL門電路的輸出高低電平不是一個值，而是一個范圍。3．抗干擾能力輸入高低電平也有一個范圍，即它的輸入信號允許一定的容差，稱為噪聲容限。五、TTL與非門舉例——74LS0074LS00是一種典型的TTL與非門器件，內部含有4個2輸入端與非門，共有14個引腳。引腳排列圖如圖所示。在工程實踐中，有時需要將幾個門的輸出端并聯使用，以實現與邏輯，稱為線與。普通的TTL門電路不能進行線與。為此，專門生產了一種可以進行線與的門電路——集電極開路門（OC門）。集電極開路門（OC門）（1）實現線與。

邏輯關系為:OC門主要有以下幾方面的應用：（2）實現電平轉換。如圖示，可使輸出高電平變為10V。（3）用做驅動器。如圖是用來驅動發光二極管的電路。（1）三態輸出門的結構及工作原理。當EN=0時，G輸出為1，D1截止，相當于一個正常的二輸入端與非門，稱為正常工作狀態。當EN=1時，G輸出為0，T4由于VB4截止,T3由于T1飽和而截止。這時從輸出端L看進去，呈現高阻，稱為高阻態，或禁止態。5．三態門（TS門）去掉非門G，則EN=1時，為工作狀態，EN=0時，為高阻態。三態門在計算機總線結構中有著廣泛的應用。（a）組成單向總線——實現信號的分時單向傳送。（b）組成雙向總線，實現信號的分時雙向傳送。（2）三態門的應用七、TTL集成邏輯門電路系列簡介1．74系列——為TTL集成電路的早期產品，屬中速TTL器件。2．74L系列——為低功耗TTL系列，又稱LTTL系列。3．74H系列——為高速TTL系列。4．74S系列——為肖特基TTL系列，進一步提高了速度。5．74LS系列——為低功耗肖特基系列。6．74AS系列——為先進肖特基系列，7．74ALS系列——為先進低功耗肖特基系列。1．邏輯關系：（設VDD＞（VTN+|VTP|），且VTN=|VTP|）（1）當Vi=0V時，TN截止，TP導通。輸出VO≈VDD。（2）當Vi=VDD時，TN導通，TP截止，輸出VO≈0V。CMOS非門

CMOS邏輯門電路是由N溝道MOSFET和P溝道MOSFET互補而成。

CMOS邏輯門電路（2）或非門其他的CMOS門電路1．CMOS與非門和或非門電路（1）與非門一、TTL與CMOS器件之間的接口問題

兩種不同類型的集成電路相互連接，驅動門必須要為負載門提供符合要求的高低電平和足夠的輸入電流，即要滿足下列條件：

驅動門的VOH（min）≥負載門的VIH（min）驅動門的VOL（max）≤負載門的VIL（max）驅動門的IOH（max）≥負載門的IIH（總）驅動門的IOL（max）≥負載門的IIL（總）集成邏輯門電路的應用

（2）對于或非門及或門，多余輸入端應接低電平，比如直接接地；也可以與有用的輸入端并聯使用。多余輸入端的處理

（1）對于與非門及與門，多余輸入端應接高電平。如直接接電源正端，在前級驅動能力允許時，也可以與有用的輸入端并聯使用。3．一端消去或加上小圓圈，同時將相應變量取反，其邏輯關系不變。2．任一條線一端上的小圓圈移到另一端，其邏輯關系不變。

2.5混合邏輯中邏輯符號的變換1．邏輯圖中任一條線的兩端同時加上或消去小圓圈，其邏輯關系不變。

本章小結1．最簡單的門電路是二極管與門、或門和三極管非門。它們是集成邏輯門電路的基礎。

2．目前普遍使用的數字集成電路主要有兩大類，一類由NPN型三極管組成，簡稱TTL集成電路；另一類由MOSFET構成，簡稱MOS集成電路。

3．TTL集成邏輯門電路的輸入級采用多發射極三級管、輸出級采用達林頓結構，這不僅提高了門電路的開關速度，也使電路有較強的驅動負載的能力。在TTL系列中，除了有實現各種基本邏輯功能的門電路以外，還有集電