第2章門電路.

1、第二章第二章 數(shù)字集成門電路數(shù)字集成門電路2.1 概述概述2.2 MOS集成門電路集成門電路2.3 TTL集成門電路集成門電路2.4 門電路使用中的幾個實(shí)際問題門電路使用中的幾個實(shí)際問題2-1基本要求（掌握）：1.常用門電路的邏輯特性，及邏輯功能。2.CMOS和TTL反相器的輸入和輸出特性。3.傳輸門、三態(tài)門、漏極和集電極開路門的邏輯符號與工作特點(diǎn)。基本要求（理解）：1.CMOS和TTL反相器、與非門、或非門電路的工作原理。2. CMOS和TTL反相器的電壓傳輸特性。3. CMOS和TTL集成門電路電源電壓的規(guī)定和門電路傳輸延遲時間的概念。2-2重點(diǎn)：常用集成門電路的邏輯功能、電氣特性。難點(diǎn)：

2、1.常用門電路的電器特性，尤其是輸入、輸出特性，是難點(diǎn)，也是重點(diǎn)。2.常用門電路內(nèi)部電路的組成及其工作原理分析，是難點(diǎn)，但不是重點(diǎn)。2.1 2.1 概述概述l 門電路：完成基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的電子電門電路：完成基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的電子電路，它是組成數(shù)字電路的基本單元。路，它是組成數(shù)字電路的基本單元。 l 門電路分為分立元件門電路和集成門電路兩種。門電路分為分立元件門電路和集成門電路兩種。l 由于集成門電路具有重量輕、體積小、功耗低、可靠由于集成門電路具有重量輕、體積小、功耗低、可靠性高、工作速度高以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛性高、工作速度高以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用。

3、應(yīng)用。l 數(shù)字集成電路按所用半導(dǎo)體開關(guān)器件的不同，可分為數(shù)字集成電路按所用半導(dǎo)體開關(guān)器件的不同，可分為兩大類：一類稱為雙極型數(shù)字集成電路，例如兩大類：一類稱為雙極型數(shù)字集成電路，例如TTL電電路；另一類稱為單極型或路；另一類稱為單極型或MOS型集成電路，例如型集成電路，例如CMOS電路等。電路等。2-41. 門電路：門電路： 實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合運(yùn)算的單元電路稱為門實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合運(yùn)算的單元電路稱為門電路，常用的門電路有非門、與非門、或非門、異或電路，常用的門電路有非門、與非門、或非門、異或門、與或非門等門、與或非門等(1) 正邏輯：正邏輯： 在二值邏輯中，如果在二值邏輯中，如果用高電

4、平表示邏輯用高電平表示邏輯“1” ，低電平表示邏輯低電平表示邏輯“0” ，在，在這種規(guī)定下的邏輯關(guān)系稱這種規(guī)定下的邏輯關(guān)系稱為正邏輯，如圖為正邏輯，如圖2.1.1所示所示2. 正負(fù)邏輯系統(tǒng)正負(fù)邏輯系統(tǒng)圖圖2.1.1 正負(fù)邏輯示意圖正負(fù)邏輯示意圖2-5(2) 負(fù)邏輯：負(fù)邏輯： 在二值邏輯中，如果在二值邏輯中，如果用高電平表示邏輯用高電平表示邏輯“0” ，低電平表示邏輯低電平表示邏輯“1” ，在，在這種規(guī)定下的邏輯關(guān)系稱這種規(guī)定下的邏輯關(guān)系稱為負(fù)邏輯，如圖為負(fù)邏輯，如圖2.1.1所示。所示。圖圖2.1.1 正負(fù)邏輯示意圖正負(fù)邏輯示意圖 同一邏輯電路同一邏輯電路采用不同的邏輯關(guān)系，其邏采用不同的邏輯

5、關(guān)系，其邏輯功能是完全不同的，如表輯功能是完全不同的，如表2.1.1正負(fù)邏輯對應(yīng)正負(fù)邏輯對應(yīng)的邏輯電路的邏輯電路2-6由表中可以看出由表中可以看出 正負(fù)邏輯式互為對偶式，正負(fù)邏輯式互為對偶式，即若給出一個正邏輯的邏輯即若給出一個正邏輯的邏輯式，則對偶式即為負(fù)邏輯的式，則對偶式即為負(fù)邏輯的邏輯式，如正邏輯為或門，邏輯式，如正邏輯為或門，即即Y=A+B，對偶式為，對偶式為YDAB。正負(fù)邏輯的使用依個人。正負(fù)邏輯的使用依個人的習(xí)慣，但同一系統(tǒng)中采用的習(xí)慣，但同一系統(tǒng)中采用一種邏輯關(guān)系，一種邏輯關(guān)系，2-73. 高低電平的實(shí)現(xiàn)高低電平的實(shí)現(xiàn) 在數(shù)字電路中，輸入輸出在數(shù)字電路中，輸入輸出都是二值邏輯，其

6、高低電平用都是二值邏輯，其高低電平用“0”和和“1”表示。其高低電平表示。其高低電平的獲得是通過開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)，的獲得是通過開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)，如二極管或三極管電路組成。如二極管或三極管電路組成。如圖如圖2.1.2所示。所示。圖圖2.1.2 高低電平實(shí)現(xiàn)原理電路高低電平實(shí)現(xiàn)原理電路其原理為：其原理為： 當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S斷開時，輸出電壓斷開時，輸出電壓voVcc，為高電平，為高電平“1”；當(dāng)開關(guān)閉合時，輸出電壓當(dāng)開關(guān)閉合時，輸出電壓vo0，為低電平為低電平“0”；若開；若開關(guān)由三極管構(gòu)成，則控制三級管工作在截止和飽和狀關(guān)由三極管構(gòu)成，則控制三級管工作在截止和飽和狀態(tài)，就相當(dāng)開關(guān)態(tài)，就相當(dāng)開關(guān)S的斷開和

7、閉合。的斷開和閉合。2-8圖圖2.1.2高低電平實(shí)現(xiàn)原理電路高低電平實(shí)現(xiàn)原理電路 單開關(guān)電路功耗較大，目前出現(xiàn)互補(bǔ)開關(guān)電路單開關(guān)電路功耗較大，目前出現(xiàn)互補(bǔ)開關(guān)電路（如（如CMOS門電路），即用一個管子代替圖門電路），即用一個管子代替圖2.1.2中的電中的電阻，如圖阻，如圖2.1.3所示所示圖2.1.3 互補(bǔ)開關(guān)2-9互補(bǔ)開關(guān)電路的原理為互補(bǔ)開關(guān)電路的原理為VccIvovS1S2輸輸入入信信號號輸輸出出信信號號圖3.1.3 互補(bǔ)開關(guān)電路圖3.1.3 互補(bǔ)開關(guān)電路 開關(guān)開關(guān)S1和和S2受同一輸入受同一輸入信號信號vI的控制，而且導(dǎo)通和的控制，而且導(dǎo)通和斷開的狀態(tài)相反。當(dāng)斷開的狀態(tài)相反。當(dāng)S1閉合閉

8、合時，時，S2斷開，輸出為高電平斷開，輸出為高電平“1”；相反當(dāng)；相反當(dāng)S1斷開時，斷開時，S2閉合，輸出為高電平閉合，輸出為高電平“0”。 互補(bǔ)開關(guān)電路由于兩個開關(guān)總有一個是斷開的，互補(bǔ)開關(guān)電路由于兩個開關(guān)總有一個是斷開的，流過的電流為零，故電路的功耗非常低，因此在數(shù)字流過的電流為零，故電路的功耗非常低，因此在數(shù)字電路中得到廣泛的應(yīng)用電路中得到廣泛的應(yīng)用2-104. 數(shù)字電路的概述數(shù)字電路的概述（1）優(yōu)點(diǎn)：）優(yōu)點(diǎn)：圖圖2.1.1 正負(fù)邏輯示意圖正負(fù)邏輯示意圖 在數(shù)字電路中由于采在數(shù)字電路中由于采用高低電平，并且高低電用高低電平，并且高低電平都有一個允許的范圍，平都有一個允許的范圍，如圖如圖2

9、.1.1所示，故對元器所示，故對元器件的精度和電源的穩(wěn)定性件的精度和電源的穩(wěn)定性的要求都比模擬電路要低，的要求都比模擬電路要低，抗干擾能力也強(qiáng)?？垢蓴_能力也強(qiáng)。2-11(2) 分類：分類： 可分為分立元件邏輯門電路和集成邏輯門電路：可分為分立元件邏輯門電路和集成邏輯門電路：分立元件邏輯門電路是由半導(dǎo)體器件、電阻和電容連接分立元件邏輯門電路是由半導(dǎo)體器件、電阻和電容連接而成。集成邏輯門電路是將大量的分立元件通過特殊工而成。集成邏輯門電路是將大量的分立元件通過特殊工藝集成在很小的半導(dǎo)體芯片上。藝集成在很小的半導(dǎo)體芯片上。數(shù)字集成電路根據(jù)規(guī)?？煞譃閿?shù)字集成電路根據(jù)規(guī)?？煞譃椋┏笠?guī)模（大規(guī)模（中規(guī)模

10、（）小規(guī)模（所含元器件數(shù)）按規(guī)模分（每片nIntegratio Scale LargeVery VLSIn)Integratio Scale LargeLSIn)Integratio Scale Medium-MSInIntegratio Scale mallSSIICS100/片片（1001000）/片片103 105 /片片105 以上以上/片片2-12按導(dǎo)電類型可分為按導(dǎo)電類型可分為）兼容型（）雙極型（）單極型（按導(dǎo)電類型BJTFETBJTFET 數(shù)字集成電路的基本邏輯單元是集成邏輯門，因數(shù)字集成電路的基本邏輯單元是集成邏輯門，因此本章先介紹此本章先介紹CMOS和和TTL數(shù)字集成邏輯門的

11、結(jié)構(gòu)、數(shù)字集成邏輯門的結(jié)構(gòu)、工作原理工作原理2-132.2 半導(dǎo)體二極管門電路半導(dǎo)體二極管門電路2.2.1 半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性1. 穩(wěn)態(tài)開關(guān)特性穩(wěn)態(tài)開關(guān)特性 將圖將圖2.1.2中的開關(guān)用二極管代替，則可得到圖中的開關(guān)用二極管代替，則可得到圖2.2.1所示的半導(dǎo)體二極管開關(guān)電路所示的半導(dǎo)體二極管開關(guān)電路 圖圖2.2.1二極管開關(guān)電路二極管開關(guān)電路圖圖2.1.2高低電平實(shí)現(xiàn)電路高低電平實(shí)現(xiàn)電路2-14 對于圖對于圖2.2.1所示二極管開關(guān)所示二極管開關(guān)電路，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電路，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，故它可相?dāng)受外加電壓控制的開關(guān)。故它可相當(dāng)受外加電壓控制的

12、開關(guān)。設(shè)設(shè)vi的高電平為的高電平為VIHVCC， vi的低電平為的低電平為VIL0，且，且D為理想元件，即正向?qū)娮铻闉槔硐朐凑驅(qū)娮铻?，反向電阻無窮大，反向電阻無窮大，則穩(wěn)態(tài)時當(dāng)則穩(wěn)態(tài)時當(dāng)vIVIHVCC時，時，D截止，輸出電壓截止，輸出電壓vDVOH VCC 將電路處于相對穩(wěn)定狀態(tài)下，將電路處于相對穩(wěn)定狀態(tài)下，晶體二極管所呈現(xiàn)的開關(guān)特性稱為晶體二極管所呈現(xiàn)的開關(guān)特性稱為穩(wěn)態(tài)開關(guān)特性穩(wěn)態(tài)開關(guān)特性圖圖2.2.1二極管開關(guān)電路二極管開關(guān)電路2-15 當(dāng)當(dāng)vIVIL0時，時，D導(dǎo)通，導(dǎo)通，輸出電壓輸出電壓vo VOL 0 即可以用輸入電壓即可以用輸入電壓vi的高低電的高低電平控制二極

13、管的開關(guān)狀態(tài)，并在平控制二極管的開關(guān)狀態(tài)，并在輸出端得到相應(yīng)的高低電平輸出端得到相應(yīng)的高低電平2.二極管動態(tài)特性：二極管動態(tài)特性： 當(dāng)電路處于動態(tài)狀態(tài)，即二極管兩端電壓突然反當(dāng)電路處于動態(tài)狀態(tài)，即二極管兩端電壓突然反向時，半導(dǎo)體二極管所呈現(xiàn)的開關(guān)特性稱為動態(tài)開關(guān)向時，半導(dǎo)體二極管所呈現(xiàn)的開關(guān)特性稱為動態(tài)開關(guān)特性（簡稱動態(tài)特性）特性（簡稱動態(tài)特性）圖圖2.2.1二極管開關(guān)電路二極管開關(guān)電路2-16二極管的動態(tài)電流波形如圖二極管的動態(tài)電流波形如圖2.2.3所示所示圖圖2.2.3 二極管動態(tài)電流波形二極管動態(tài)電流波形 這是由于在輸入電壓轉(zhuǎn)這是由于在輸入電壓轉(zhuǎn)換狀態(tài)的瞬間，二極管由反換狀態(tài)的瞬間，二極

14、管由反向截止到正向?qū)〞r，內(nèi)電向截止到正向?qū)〞r，內(nèi)電場的建立需要一定的時間，場的建立需要一定的時間，所以二極管電流的上升是緩所以二極管電流的上升是緩慢的；當(dāng)二極管由正向?qū)?；?dāng)二極管由正向?qū)ǖ椒聪蚪刂箷r，二極管的電到反向截止時，二極管的電流迅速衰減并趨向飽和電流流迅速衰減并趨向飽和電流也需要一定的時間。由于時也需要一定的時間。由于時間很短，在示波器是無法看間很短，在示波器是無法看到的到的2-17 在輸入信號頻率較低時，在輸入信號頻率較低時，二極管的導(dǎo)通和截止的轉(zhuǎn)換時二極管的導(dǎo)通和截止的轉(zhuǎn)換時間可以認(rèn)為是瞬間完成的。但間可以認(rèn)為是瞬間完成的。但在輸入信號頻率較高時，此時在輸入信號頻率較高

15、時，此時間就不能忽略了。間就不能忽略了。 將二極管由截止轉(zhuǎn)向?qū)⒍O管由截止轉(zhuǎn)向?qū)ㄋ璧臅r間稱為通所需的時間稱為恢復(fù)恢復(fù)時間（開通時間）時間（開通時間）ton；二極；二極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)向截止所需的時管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)向截止所需的時間稱為間稱為反向恢復(fù)時間（關(guān)斷反向恢復(fù)時間（關(guān)斷時間）時間）tre，兩者統(tǒng)稱為二極，兩者統(tǒng)稱為二極管的開關(guān)時間，一般管的開關(guān)時間，一般ton2UT；uGSPUT時，時，TN導(dǎo)通。導(dǎo)通。 l 當(dāng)當(dāng)uIUIL0V時，時， TN截止，截止，TP導(dǎo)通導(dǎo)通 l 當(dāng)當(dāng)uIUIHVDD時，時， TN導(dǎo)通，導(dǎo)通，TP截止截止 輸入與輸出滿足非的邏輯關(guān)系。輸入與輸出滿足非的邏輯關(guān)系。 TP、TN

16、始終有一個工作在截止?fàn)顟B(tài)，因此始終有一個工作在截止?fàn)顟B(tài)，因此CMOS門電門電路的靜態(tài)功耗都很低。路的靜態(tài)功耗都很低。2 2CMOSCMOS反相器的特性及有關(guān)參數(shù)反相器的特性及有關(guān)參數(shù)（1）電壓傳輸特性和電流傳輸特性）電壓傳輸特性和電流傳輸特性1、UIUTN時，則時，則TN截止，截止，TP導(dǎo)通，導(dǎo)通，uOVDD 2、UIUTN并逐漸增大時，原來截止的并逐漸增大時，原來截止的TN管開始導(dǎo)通，管開始導(dǎo)通，而而TP管依然導(dǎo)通，管依然導(dǎo)通，iD迅速增加，迅速增加，uO也隨之下降也隨之下降3、UI增大到增大到VDD的一半時，的一半時，iD將達(dá)到最大值，輸出電壓將達(dá)到最大值，輸出電壓迅速減小迅速減小 4、當(dāng)

17、、當(dāng)UI繼續(xù)增加，繼續(xù)增加，TN管繼續(xù)導(dǎo)通，管繼續(xù)導(dǎo)通，TP管由導(dǎo)通狀態(tài)開管由導(dǎo)通狀態(tài)開始向截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換，始向截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換，TP管的漏源間等效電阻逐漸增大，管的漏源間等效電阻逐漸增大，iD迅速減小，輸出電壓迅速減小，輸出電壓uO也下降至接近低電平也下降至接近低電平 5、 UI增大到增大到uI VDD-|UTP|時，時，TP管完全截止，管完全截止，TN管繼管繼續(xù)導(dǎo)通，此時，續(xù)導(dǎo)通，此時，uO0，iD0， (2) CMOS電路的有關(guān)參數(shù)：電路的有關(guān)參數(shù)：l 1）工作電源電壓）工作電源電壓 CMOS門電路的工作電壓范圍很寬，其中門電路的工作電壓范圍很寬，其中4000、4000B系列，系列，VDD31

18、8V；74HC和和74HCT系列，系列，VDD26V；74LVC系列，系列，VDD 1.23.6V；74AUC系列，系列， VDD 0.82.7V。CMOS的各種參數(shù)的各種參數(shù)都與電源電壓都與電源電壓VDD呈線性關(guān)系。呈線性關(guān)系。l 2）輸入電平和輸出電平）輸入電平和輸出電平 典型的典型的CMOS電路在電路在5V電源下工作，電源下工作，01.5V之間的之間的輸入電壓對應(yīng)邏輯輸入電壓對應(yīng)邏輯0，3.55V之間的輸入電壓對應(yīng)于之間的輸入電壓對應(yīng)于邏輯邏輯1。不同系列的。不同系列的CMOS電路，邏輯電路，邏輯1和邏輯和邏輯0所對所對應(yīng)的電壓范圍也不同。在器件手冊中通常給出應(yīng)的電壓范圍也不同。在器件手

19、冊中通常給出4種邏種邏輯電平參數(shù)。輯電平參數(shù)。 2）輸入電平和輸出電平）輸入電平和輸出電平l UILmax（關(guān)門電平（關(guān)門電平UOFF），），UILmax大約在大約在0.3VDD左右左右 l UIHmin（開門電平（開門電平UON），），UIHmin近似于近似于0.7VDD左右左右 l UOLmax，UOLmax一般為一般為0.02VDD l UOHmin， UOHmin一般為一般為0.98VDD 3）閾值電壓）閾值電壓l 從從CMOS反相器的電壓傳輸特性曲線中可以看出，輸反相器的電壓傳輸特性曲線中可以看出，輸出高低電平的過渡區(qū)很陡，其閾值電壓出高低電平的過渡區(qū)很陡，其閾值電壓UT約為約為VD

20、D的的一半。一半。4）抗干擾能力）抗干擾能力l抗干擾能力也稱為噪聲容限。抗干擾能力也稱為噪聲容限。l在保證輸出高、低電平的變化不超過允許限度在保證輸出高、低電平的變化不超過允許限度的條件下，輸入電平的允許波動范圍稱為輸入的條件下，輸入電平的允許波動范圍稱為輸入端噪聲容限。端噪聲容限。l輸入高電平時的噪聲容限輸入高電平時的噪聲容限:lUNHUOHminUIHmin l輸入低電平時的噪聲容限輸入低電平時的噪聲容限:lUNLUILmaxUOLmax （2）輸入特性）輸入特性l 電路在使用前輸入端是懸空的，只要外界有很小的靜電電路在使用前輸入端是懸空的，只要外界有很小的靜電場，都可能在輸入端積累電荷而

21、將柵極擊穿。因此必須場，都可能在輸入端積累電荷而將柵極擊穿。因此必須采取保護(hù)措施。采取保護(hù)措施。 CMOS反相器輸入保護(hù)電路反相器輸入保護(hù)電路:l 在輸入電壓的正常工作范圍在輸入電壓的正常工作范圍內(nèi)（內(nèi)（0 uI VDD），輸入保護(hù)），輸入保護(hù)電路是不起作用的。電路是不起作用的。l 設(shè)二極管的正向?qū)▔航禐樵O(shè)二極管的正向?qū)▔航禐閁DF則當(dāng)則當(dāng)uI VDD+UDF時，時，MOS管的柵極管的柵極電位將被鉗在電位將被鉗在-UDFVDD+UDF之間，使柵極的之間，使柵極的SiO2層不會被擊穿層不會被擊穿 輸入特性曲線輸入特性曲線當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓-UDFuIVDD+UDF時，輸入電流時，輸入電流i

22、I幾乎為幾乎為0。當(dāng)當(dāng)uIVDD+UDF以后，以后，iI也將迅也將迅速增加。速增加。 （3）輸出特性）輸出特性1）高電平輸出特性）高電平輸出特性當(dāng)負(fù)載電流當(dāng)負(fù)載電流iO=IOHTP管的導(dǎo)通壓降管的導(dǎo)通壓降uDS輸出電壓輸出電壓uOUOH減小減小TP管的導(dǎo)通電阻與柵源電壓管的導(dǎo)通電阻與柵源電壓uGSP的大小有關(guān)，的大小有關(guān)，uGSP的絕對值越大其導(dǎo)通內(nèi)阻越小的絕對值越大其導(dǎo)通內(nèi)阻越小l 當(dāng)反相器的電源電壓當(dāng)反相器的電源電壓VDD越大，則加到越大，則加到TP管上的柵管上的柵源電壓源電壓uGSP就越負(fù)，在同樣的負(fù)載電流就越負(fù)，在同樣的負(fù)載電流iO下，下，TP管管的導(dǎo)通壓降就越小，電路的輸出電壓的導(dǎo)通

23、壓降就越小，電路的輸出電壓UOH也就下降也就下降得越少。得越少。2）低電平輸出特性）低電平輸出特性 當(dāng)負(fù)載電流當(dāng)負(fù)載電流iO=IOLTN管的導(dǎo)通壓降管的導(dǎo)通壓降uDS輸出電壓輸出電壓uOUOL增大增大同樣同樣的，的，TN管導(dǎo)通電阻也與柵源電壓管導(dǎo)通電阻也與柵源電壓uGSN的大小有的大小有關(guān)，關(guān)，uGSN的絕對值越大其導(dǎo)通內(nèi)阻越小的絕對值越大其導(dǎo)通內(nèi)阻越小l 當(dāng)反相器的電源電壓當(dāng)反相器的電源電壓VDD越大，則加到越大，則加到TN管上的柵源管上的柵源電壓電壓uGSN就越大，在同樣的負(fù)載電流就越大，在同樣的負(fù)載電流iO下，下，TN管的導(dǎo)管的導(dǎo)通壓降就越小，電路的輸出電壓通壓降就越小，電路的輸出電壓U

24、OL也就越低。也就越低。3）帶負(fù)載能力）帶負(fù)載能力l 門電路的負(fù)載能力通常用扇出系數(shù)門電路的負(fù)載能力通常用扇出系數(shù)N來表示。來表示。l 扇出系數(shù)是指其在正常工作情況下，所能驅(qū)動同類扇出系數(shù)是指其在正常工作情況下，所能驅(qū)動同類 門的最大數(shù)目。門的最大數(shù)目。 l 扇出系數(shù)的計算需要考慮兩種情況，一種是拉電流扇出系數(shù)的計算需要考慮兩種情況，一種是拉電流負(fù)載，即輸出為高電平時的扇出數(shù)負(fù)載，即輸出為高電平時的扇出數(shù)NH，另一種是灌電，另一種是灌電流負(fù)載，即輸出為低電平時的扇出數(shù)流負(fù)載，即輸出為低電平時的扇出數(shù)NL。 3）帶負(fù)載能力）帶負(fù)載能力l 當(dāng)反相器輸出當(dāng)反相器輸出UOH時，拉電流時，拉電流IOH從

25、反相器輸出端流出從反相器輸出端流出到負(fù)載門。當(dāng)負(fù)載門個數(shù)增加時，總的拉電流也會增到負(fù)載門。當(dāng)負(fù)載門個數(shù)增加時，總的拉電流也會增加，這將引起輸出高電平變低，但不得低于加，這將引起輸出高電平變低，但不得低于UOHmin l 當(dāng)反相器輸出當(dāng)反相器輸出UOL時，灌電流時，灌電流IOL將從負(fù)載門流入到反將從負(fù)載門流入到反相器，當(dāng)負(fù)載門個數(shù)增加時，總的灌電流也會增加，相器，當(dāng)負(fù)載門個數(shù)增加時，總的灌電流也會增加，這將使反相器輸出低電平變高，但不得高于這將使反相器輸出低電平變高，但不得高于UOLmax。 （4）傳輸延遲時間）傳輸延遲時間l 靜態(tài)特性參數(shù)靜態(tài)特性參數(shù)；動態(tài)特性參數(shù)；動態(tài)特性參數(shù)；l 傳輸延遲時

26、間：傳輸延遲時間：表征門電路開關(guān)速度的參數(shù)。表征門電路開關(guān)速度的參數(shù)。 tPHL為輸出由高電平降到低電平時的傳輸時延為輸出由高電平降到低電平時的傳輸時延 tPLH為輸出由低電平升到高電平時的傳輸時間為輸出由低電平升到高電平時的傳輸時間 平均傳輸延遲時間：平均傳輸延遲時間： 放電過程放電過程；充電過程；充電過程；2/ )(PHLPLHpdttt（5）動態(tài)功耗）動態(tài)功耗l 功耗是門電路的重要參數(shù)之一功耗是門電路的重要參數(shù)之一 l 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗 ：當(dāng)電路的輸出沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)換時的功耗當(dāng)電路的輸出沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)換時的功耗 。l 動態(tài)功耗：動態(tài)功耗：CMOS反相器從一個穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环聪嗥鲝囊粋€穩(wěn)定狀態(tài)

27、轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€穩(wěn)定狀態(tài)過程中產(chǎn)生的功耗個穩(wěn)定狀態(tài)過程中產(chǎn)生的功耗 。l 一是當(dāng)一是當(dāng)MOS管管TN和和TP在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中會在短時間在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中會在短時間內(nèi)同時導(dǎo)通產(chǎn)生的瞬時導(dǎo)通功耗內(nèi)同時導(dǎo)通產(chǎn)生的瞬時導(dǎo)通功耗 l 二是對負(fù)載電容充、放電所產(chǎn)生的功耗。二是對負(fù)載電容充、放電所產(chǎn)生的功耗。 l 動態(tài)功耗的大小與電源電壓、輸入信號的頻率、負(fù)載動態(tài)功耗的大小與電源電壓、輸入信號的頻率、負(fù)載電容量的大小有關(guān)。一般來說，這些參數(shù)的數(shù)值越大，電容量的大小有關(guān)。一般來說，這些參數(shù)的數(shù)值越大，動態(tài)功耗就越大。動態(tài)功耗就越大。 （6）延時）延時-功耗積功耗積l 對于理想的數(shù)字電路或系統(tǒng)，希望工作速度高、功對于

28、理想的數(shù)字電路或系統(tǒng)，希望工作速度高、功耗低。耗低。l 但是數(shù)字系統(tǒng)在獲得高速的同時必然要付出較大的但是數(shù)字系統(tǒng)在獲得高速的同時必然要付出較大的功耗，兩者不可兼得。功耗，兩者不可兼得。l 邏輯門電路的性能通常采用傳輸延遲時間和功耗的邏輯門電路的性能通常采用傳輸延遲時間和功耗的乘積來描述，這種綜合性的指標(biāo)稱為乘積來描述，這種綜合性的指標(biāo)稱為延時延時-功耗積功耗積。l 器件的延時器件的延時-功耗積的值越小，表明它的性能越好，功耗積的值越小，表明它的性能越好，其特性越接近于理想情況。其特性越接近于理想情況。2.3.3 其它類型其它類型CMOS門電路門電路 1其它邏輯功能的其它邏輯功能的CMOS門電路

29、門電路 （1）與非門電路）與非門電路l 當(dāng)輸入端當(dāng)輸入端A、B中只要有一個為低電平時，中只要有一個為低電平時，l 當(dāng)輸入當(dāng)輸入A、B全為高電平時，全為高電平時， （2）或非門電路）或非門電路l 當(dāng)輸入端當(dāng)輸入端A、B中只要有一個為高電平時，中只要有一個為高電平時， l 當(dāng)輸入當(dāng)輸入A、B全為低電平時全為低電平時 2帶緩沖器的帶緩沖器的CMOS電路電路若設(shè)每個若設(shè)每個MOS管導(dǎo)通時的漏源管導(dǎo)通時的漏源電阻為電阻為RON，截止時的漏源電阻，截止時的漏源電阻為無窮大。為無窮大。 對右圖的與非門：對右圖的與非門：l 當(dāng)當(dāng)A=B=0時，輸出為時，輸出為0.5RON ；當(dāng)當(dāng)A、B中只有一個為中只有一個為0

30、時，輸出時，輸出電阻值為電阻值為RON ；當(dāng)；當(dāng)A=B=1時，輸出電阻值為時，輸出電阻值為2RON 。l 當(dāng)當(dāng)CMOS門輸入端增加時，其串聯(lián)的門輸入端增加時，其串聯(lián)的NMOS管個數(shù)也管個數(shù)也增加。串聯(lián)的管子全部導(dǎo)通，則總的導(dǎo)通電阻將增加。增加。串聯(lián)的管子全部導(dǎo)通，則總的導(dǎo)通電阻將增加。使與非門的輸出低電平使與非門的輸出低電平UOL升高，而使或非門的輸出升高，而使或非門的輸出高電平高電平UOH降低。因此降低。因此CMOS邏輯門電路輸入端不宜邏輯門電路輸入端不宜過多。過多。為了克服上述為了克服上述CMOS門電路的缺點(diǎn)，在門電路的缺點(diǎn)，在CMOS電路的每個輸入端和輸出端各增加一級反相器電路的每個輸入

31、端和輸出端各增加一級反相器（緩沖器），以規(guī)范電路的輸入和輸出邏輯電（緩沖器），以規(guī)范電路的輸入和輸出邏輯電平。平。3CMOS漏極開路門漏極開路門（1）漏極開路門電路）漏極開路門電路在實(shí)際系統(tǒng)中，往往需要在實(shí)際系統(tǒng)中，往往需要將將CMOS邏輯門的輸出端邏輯門的輸出端并聯(lián)使用，實(shí)現(xiàn)線與邏輯功能，但是輸出端不能直接相連并聯(lián)使用，實(shí)現(xiàn)線與邏輯功能，但是輸出端不能直接相連為了使為了使CMOS門電路的輸出能直接連在一起，并實(shí)現(xiàn)正常門電路的輸出能直接連在一起，并實(shí)現(xiàn)正常邏輯功能，可采用漏極開路（邏輯功能，可采用漏極開路（OD）門實(shí)現(xiàn)）門實(shí)現(xiàn) 。CDABY（2）上拉電阻計算）上拉電阻計算l 當(dāng)當(dāng)n個個OD門輸

32、出均為高電平時，為了保證輸出的高電門輸出均為高電平時，為了保證輸出的高電平不低于規(guī)定值平不低于規(guī)定值UOHmin，電阻，電阻RP不能選得太大。不能選得太大。l 當(dāng)只有一個當(dāng)只有一個OD門的全部輸入都接高電平時，這時輸門的全部輸入都接高電平時，這時輸出電壓將變?yōu)榈碗娖匠鲭妷簩⒆優(yōu)榈碗娖経OL即所有負(fù)載電流全部流入唯即所有負(fù)載電流全部流入唯一的導(dǎo)通門時，應(yīng)保證輸出的低電平仍能低于規(guī)定值一的導(dǎo)通門時，應(yīng)保證輸出的低電平仍能低于規(guī)定值UOLmax，且輸出電流，且輸出電流IOL不超過額定值不超過額定值IOLmax。 IHOHminOHDDmaxPkInIUVRmaxminmaxDDOLPOLILVURI

33、m I例例2.2.1 G1、G2為漏極開路為漏極開路CMOS與非門，其參數(shù)為：與非門，其參數(shù)為：VDD5V，IOH5A，IOLmax4mA，UOLmax0.33V，UOHmin3.84V。G3、G4和和G5的低電平輸入電流為的低電平輸入電流為IIL0.4mA，高電平輸入電流為，高電平輸入電流為IIH20A。電路如圖。電路如圖2.2.20所所示，試確定電路中上拉電阻示，試確定電路中上拉電阻RP的合適阻值。的合適阻值。當(dāng)當(dāng)OD門輸出為高電平時，門輸出為高電平時， 當(dāng)當(dāng)OD門輸出為低電平時，門輸出為低電平時， IHOHminOHDDmaxPkInIUVRILmaxOLmaxOLDDminPImIUV

34、Rk1 . 6k02. 09005. 0284. 35k67. 1k4 . 03433. 054三態(tài)輸出門電路三態(tài)輸出門電路l 三態(tài)門：門電路輸出有三種狀態(tài)，即高電平、低電平三態(tài)門：門電路輸出有三種狀態(tài)，即高電平、低電平和高阻。普通和高阻。普通 CMOS電路，不會呈現(xiàn)高阻。若做傳輸電路，不會呈現(xiàn)高阻。若做傳輸門用，就不方便了。門用，就不方便了。 三態(tài)門一個重要用途：在同一根三態(tài)門一個重要用途：在同一根數(shù)據(jù)總線上輪流傳輸多個不同的數(shù)據(jù)或信號。數(shù)據(jù)總線上輪流傳輸多個不同的數(shù)據(jù)或信號。 5CMOS傳輸門傳輸門l CMOS傳輸門傳輸門是一種既可以傳是一種既可以傳送數(shù)字信號又可以傳輸模擬信號的可控開關(guān)電

35、路。送數(shù)字信號又可以傳輸模擬信號的可控開關(guān)電路。l 設(shè)兩個設(shè)兩個MOS管的開啟電壓絕對值均為管的開啟電壓絕對值均為3V，控制端，控制端C加加10V電壓，控制端電壓，控制端 加加0V電壓。電壓。則當(dāng)輸入電壓則當(dāng)輸入電壓uI在在07V的范圍內(nèi)變化時，的范圍內(nèi)變化時，TN導(dǎo)通導(dǎo)通當(dāng)當(dāng)uI在在310V范圍內(nèi)變化時，范圍內(nèi)變化時，TP導(dǎo)通。導(dǎo)通。如如TN管的柵極加管的柵極加0V電壓，電壓，TP管的柵極加管的柵極加10V電壓：電壓：則當(dāng)輸入電壓仍在則當(dāng)輸入電壓仍在010V范圍內(nèi)變化時，范圍內(nèi)變化時，TN和和TP卻總卻總是截止的。是截止的。C2.3.4 NMOS門電路門電路 1NMOS反相器反相器l NMO

36、S反相器是整個反相器是整個NMOS邏輯門電路的基本構(gòu)件，邏輯門電路的基本構(gòu)件，它的工作管常用增強(qiáng)型器件，而負(fù)載管可以是增強(qiáng)它的工作管常用增強(qiáng)型器件，而負(fù)載管可以是增強(qiáng)型也可以是耗盡型?，F(xiàn)以增強(qiáng)型器件作為負(fù)載管的型也可以是耗盡型。現(xiàn)以增強(qiáng)型器件作為負(fù)載管的NMOS反相器為例來說明它的工作原理。反相器為例來說明它的工作原理。l 負(fù)載管負(fù)載管TN2的柵極與漏極同接電的柵極與漏極同接電源源VDD，因而，因而TN2總是工作在它的總是工作在它的恒流區(qū)，處于導(dǎo)通狀態(tài)。恒流區(qū)，處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓uI為低電平時，為低電平時， 當(dāng)輸入當(dāng)輸入uI為高電平時為高電平時 ，2NMOS與非門與非門在在NM

37、OS反相器的基礎(chǔ)上，可以制成反相器的基礎(chǔ)上，可以制成NMOS門電路。門電路。兩輸入端的兩輸入端的NMOS與非門電路如圖與非門電路如圖2.2.25所示所示 。通。通常工作管的個數(shù)不要超過常工作管的個數(shù)不要超過3個。個。 3 NMOS或非門或非門工作管的個數(shù)不會影響其輸出低電平工作管的個數(shù)不會影響其輸出低電平的邏輯關(guān)系。因此的邏輯關(guān)系。因此NMOS邏輯門電路邏輯門電路 大多采用或非門大多采用或非門 電路的形式。電路的形式。 2.42.4 TTLTTL集成門電路集成門電路2.4.1 雙極性三極管的開關(guān)特性雙極性三極管的開關(guān)特性1雙極型三極管開關(guān)電路雙極型三極管開關(guān)電路l UBE 0是三極管截止的必要

38、條件是三極管截止的必要條件 l iBICS/ 是三極管飽和導(dǎo)通的必是三極管飽和導(dǎo)通的必要條件要條件 RVIICCCCSBS常用的三極管開關(guān)電路如圖所常用的三極管開關(guān)電路如圖所示示 根據(jù)飽和、截止條件，當(dāng)電路根據(jù)飽和、截止條件，當(dāng)電路輸入高電平輸入高電平UIH時，應(yīng)有：時，應(yīng)有：i1i2 IBS當(dāng)電路輸入低電平當(dāng)電路輸入低電平UIL時，應(yīng)有：時，應(yīng)有：UBE 0故電路中的參數(shù)應(yīng)滿足下式：故電路中的參數(shù)應(yīng)滿足下式：在設(shè)計時，一般先選定在設(shè)計時，一般先選定RC，然后適當(dāng)選取，然后適當(dāng)選取R1、R2就可就可以使兩不等式同時成立。以使兩不等式同時成立。 cCESCC2BB1HI)(7070RUVRVRU

39、0)(121BBLIILRRRVUU2雙極性三極管開關(guān)的動態(tài)特性雙極性三極管開關(guān)的動態(tài)特性在動態(tài)情況下，亦即三極管在截止和在動態(tài)情況下，亦即三極管在截止和導(dǎo)通兩種狀態(tài)間迅速轉(zhuǎn)換時，三極管內(nèi)導(dǎo)通兩種狀態(tài)間迅速轉(zhuǎn)換時，三極管內(nèi)部電荷的建立和消散都需要一定的時間。部電荷的建立和消散都需要一定的時間。因而集電極電流因而集電極電流iC的變化將滯后于輸入的變化將滯后于輸入電壓電壓uI的變化。的變化。在接成三極管開關(guān)電路在接成三極管開關(guān)電路以后，開關(guān)電路的以后，開關(guān)電路的輸出電壓輸出電壓uO的變化也的變化也必然滯后于輸入電壓必然滯后于輸入電壓uI的變化的變化，這種滯，這種滯后現(xiàn)象也可以用三極管的極間都存在結(jié)

40、后現(xiàn)象也可以用三極管的極間都存在結(jié)電容效應(yīng)來理解。電容效應(yīng)來理解。 2.3.2 TTL反相器反相器1TTL反相器電路與工作原理反相器電路與工作原理l 當(dāng)輸入當(dāng)輸入A為低電平為低電平0.3V時，時，T1深度飽和深度飽和l 當(dāng)輸入當(dāng)輸入A為高電平為高電平3.6V時，可使時，可使P點(diǎn)電位點(diǎn)電位高于高于2.1V，T1工作在工作在反向運(yùn)用的放大狀態(tài)。反向運(yùn)用的放大狀態(tài)。 R1、R2選擇合適，就選擇合適，就可使可使T2工作在飽和狀工作在飽和狀態(tài)態(tài)V6 . 37 . 07 . 054BE3BE22RCCYuuRiVu2TTL反相器的特性反相器的特性（1）工作速度）工作速度l 當(dāng)輸入當(dāng)輸入A為高電平，為高電平

41、，T2、T5飽和時：飽和時：uC1uBE5uBE21.4V。l 若輸入端若輸入端A變換到低電平變換到低電平0.3V，uP就會降至就會降至1V，即在此瞬間有，即在此瞬間有uC1uB1，T1的集的集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏，電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏，T1工作在放大狀態(tài)。這個較工作在放大狀態(tài)。這個較大的瞬間反向驅(qū)動電流使大的瞬間反向驅(qū)動電流使T2基區(qū)中的存貯電荷很快釋基區(qū)中的存貯電荷很快釋放掉，從而加速放掉，從而加速T2的截止，同時使的截止，同時使uC2很快上升，相應(yīng)很快上升，相應(yīng)的的uE3迅速提高，使迅速提高，使T4很快導(dǎo)通，加速了輸出端從低電很快導(dǎo)通，加速了輸出端從低電平到高電平的轉(zhuǎn)換過程。平到高電平的

42、轉(zhuǎn)換過程。 （1）工作速度）工作速度當(dāng)當(dāng)uC1從低電平上升的瞬間從低電平上升的瞬間，T5、T6導(dǎo)通，但由于導(dǎo)通，但由于R5、R6的存在，的存在，iB6、iC6要比要比iB5增加的慢，增加的慢，iE2幾乎全部流幾乎全部流到到T5的基極，為的基極，為T5提供很大的瞬間提供很大的瞬間過驅(qū)動電流，從而縮短了過驅(qū)動電流，從而縮短了T5的導(dǎo)通延遲時間。的導(dǎo)通延遲時間。當(dāng)當(dāng)iC6、iB6上升到穩(wěn)定值后，上升到穩(wěn)定值后，iB5下降至穩(wěn)定值，使下降至穩(wěn)定值，使T5的的基區(qū)存貯電荷基區(qū)存貯電荷Qs不致太多。不致太多。當(dāng)當(dāng)uC1從高電平突然下降的瞬間從高電平突然下降的瞬間，T2首先截止，首先截止，而而T6回路給回路

43、給T5基極提供一個很大的反向抽取電流，使基極提供一個很大的反向抽取電流，使T5中的存貯電荷很快釋放，促使中的存貯電荷很快釋放，促使T5很快脫離飽和，縮很快脫離飽和，縮短了短了T5的截止延遲時間，從而提高了開關(guān)速度。的截止延遲時間，從而提高了開關(guān)速度。 （1）工作速度）工作速度l 為了進(jìn)一步提高開關(guān)速度，許多為了進(jìn)一步提高開關(guān)速度，許多TTL門電路還采用門電路還采用了抗飽和電路，使了抗飽和電路，使TTL門中的三極管導(dǎo)通時處于淺飽門中的三極管導(dǎo)通時處于淺飽和狀態(tài)，以減少甚至基本上消除存貯電荷，從根本上和狀態(tài)，以減少甚至基本上消除存貯電荷，從根本上消除因存貯電荷引起的傳輸延遲時間。在三極管的消除因存

44、貯電荷引起的傳輸延遲時間。在三極管的B、C極之間并聯(lián)一個肖特基二極管，它的開啟電壓為極之間并聯(lián)一個肖特基二極管，它的開啟電壓為0.4V左右。左右。 （2）負(fù)載驅(qū)動能力）負(fù)載驅(qū)動能力lTTL反相器的輸出級采用了推拉式電路。當(dāng)反相器的輸出級采用了推拉式電路。當(dāng)T5截止時，截止時，T3、T4導(dǎo)通，且導(dǎo)通，且T3、T4管工作在射極管工作在射極輸出組態(tài)，呈現(xiàn)較低的輸出阻抗；輸出組態(tài)，呈現(xiàn)較低的輸出阻抗；l而當(dāng)而當(dāng)T5導(dǎo)通時，導(dǎo)通時，T4截止，由于截止，由于T5管工作在深度管工作在深度飽和狀態(tài)，則輸出阻抗很小。飽和狀態(tài)，則輸出阻抗很小。l由此可見，無論是高電平輸出，還是低電平輸由此可見，無論是高電平輸出，

45、還是低電平輸出，該電路的輸出阻抗都很小，電路能提供較出，該電路的輸出阻抗都很小，電路能提供較大的拉電流和允許較大的灌電流，即電路具有大的拉電流和允許較大的灌電流，即電路具有較強(qiáng)的負(fù)載驅(qū)動能力。較強(qiáng)的負(fù)載驅(qū)動能力。 （3）電壓傳輸特性及抗干擾能力）電壓傳輸特性及抗干擾能力 l 由電壓傳輸特性可知，當(dāng)本級非門輸入信號從由電壓傳輸特性可知，當(dāng)本級非門輸入信號從0開始開始上升，超過前一級同類門輸出低電平的上限值上升，超過前一級同類門輸出低電平的上限值（UOLmax）以后，輸出電平并不會馬上發(fā)生變化。）以后，輸出電平并不會馬上發(fā)生變化。l 在輸入低電平信號上疊加一個噪聲（干擾）電壓時，在輸入低電平信號上

46、疊加一個噪聲（干擾）電壓時，只要噪聲電壓的幅度在一定的范圍內(nèi)，就不會影響只要噪聲電壓的幅度在一定的范圍內(nèi)，就不會影響電路輸出的邏輯狀態(tài)。電路輸出的邏輯狀態(tài)。UNLUILmaxUOLmaxUOFFUOLmax UNHUOHminUIHminUOHminUON （4）輸入端負(fù)載特性）輸入端負(fù)載特性l TTL反相器輸入端的電阻值，對反相器的狀態(tài)有很大反相器輸入端的電阻值，對反相器的狀態(tài)有很大的影響。的影響。當(dāng)輸入端開路時（當(dāng)輸入端開路時（RI= ），相當(dāng)輸入接高），相當(dāng)輸入接高電平，輸出為電平，輸出為UOL；當(dāng)輸入對地短路時（；當(dāng)輸入對地短路時（RI=0），相），相當(dāng)于輸入接低電平，輸出為當(dāng)于輸入接

47、低電平，輸出為UOH。當(dāng)輸入端經(jīng)過電阻當(dāng)輸入端經(jīng)過電阻接地時，輸出端是高電平還是低電平？接地時，輸出端是高電平還是低電平？ 1）關(guān)門電阻）關(guān)門電阻ROFFl 當(dāng)反相器輸入端接電阻當(dāng)反相器輸入端接電阻RI時，如果時，如果RI=0，則該支路中，則該支路中電流為輸入端短路電流。電流為輸入端短路電流。l 當(dāng)當(dāng)RI稍有增加時，稍有增加時，RI上的壓降也稍有增加，但這個壓上的壓降也稍有增加，但這個壓降降uI很小，仍保持輸入為低電平的狀態(tài)。很小，仍保持輸入為低電平的狀態(tài)。l 隨著隨著RI的增加，的增加，uI不斷增加，當(dāng)增加到某一數(shù)值時，不斷增加，當(dāng)增加到某一數(shù)值時，RI上的電壓達(dá)到關(guān)門電平上的電壓達(dá)到關(guān)門電

48、平UOFF。此時輸出電壓開始從。此時輸出電壓開始從UOHmin下降，對應(yīng)的電阻值稱為下降，對應(yīng)的電阻值稱為ROFF。當(dāng)。當(dāng)RIROFF時，時，反相器處于關(guān)斷狀態(tài)。反相器處于關(guān)斷狀態(tài)。l 通常通常ROFF小于小于0.85k 。 1OFFOFFCCBE1OFFRURVUU 2）開門電阻）開門電阻RONl 如果把反相器輸入端的電阻如果把反相器輸入端的電阻RI繼續(xù)加大，輸入電壓繼續(xù)加大，輸入電壓uI隨之增加，當(dāng)隨之增加，當(dāng)uI增加到開門電平增加到開門電平UON時，反相器轉(zhuǎn)入時，反相器轉(zhuǎn)入開通狀態(tài)，輸出低電平。此時，對應(yīng)的電阻值就是開開通狀態(tài)，輸出低電平。此時，對應(yīng)的電阻值就是開門電阻門電阻RON。當(dāng)。

49、當(dāng)RIRON時，非門處于開態(tài)。時，非門處于開態(tài)。l 通常開門電阻通常開門電阻 RON大于大于2k 。1ONONCCBE1ONRURVUU3TTL反相器的主要參數(shù)反相器的主要參數(shù)l （1）UILmax（UOFF），）， UOFF約為約為0.8V。 l （2）UIHmin（UON），），UON約為約為2.0V l （3）UOLmax，典型值為，典型值為0.5V l （4）UOHmin，典型值為，典型值為2.7V。l （5）IIS，輸入短路電流。輸入短路電流。l （6）IIH，通常也被稱為輸入漏電流。，通常也被稱為輸入漏電流。 l （7）扇出系數(shù)）扇出系數(shù)NO。TTL門扇出系數(shù)的計算方法和門扇出系數(shù)

50、的計算方法和 CMOS門的計算方法一樣，這里不再贅述。門的計算方法一樣，這里不再贅述。l （8）平均傳輸時間）平均傳輸時間tpd2.4.32.4.3 其它類型其它類型TTLTTL門電路門電路 1其它邏輯功能的其它邏輯功能的TTL門電路門電路 （1）與非門）與非門 （2）或非門）或非門2集電極開路門（集電極開路門（OC門）門）l 各種各種TTL門電路都采用推拉式輸出，所以不論輸出高還門電路都采用推拉式輸出，所以不論輸出高還是低電平，輸出端的等效電阻都很低。這樣，若需要將是低電平，輸出端的等效電阻都很低。這樣，若需要將幾個與非門的輸出端連在一起使用時就會出現(xiàn)問題。幾個與非門的輸出端連在一起使用時就

51、會出現(xiàn)問題。l 與與CMOS漏極開路門相比，漏極開路門相比，OC門可以承受較高的電壓門可以承受較高的電壓和較大的電流。與和較大的電流。與OD門電路一樣，門電路一樣，OC門也必須外接上門也必須外接上拉電阻，電路才能正常工作。拉電阻，電路才能正常工作。 3三態(tài)（三態(tài)（TSL）輸出門電路）輸出門電路l 與與CMOS三態(tài)門一樣，三態(tài)門一樣，TTL三態(tài)門也是在普通門電路三態(tài)門也是在普通門電路的基礎(chǔ)上，增加控制電路構(gòu)成的。的基礎(chǔ)上，增加控制電路構(gòu)成的。l 當(dāng)使能端接低電平時，當(dāng)使能端接低電平時，T6管截止，其集電極電壓（管截止，其集電極電壓（P點(diǎn)）為高電平，點(diǎn)）為高電平，D1截止。電路功能與普通截止。電路

52、功能與普通TTL與非門與非門相同，當(dāng)使能端接高電平時，相同，當(dāng)使能端接高電平時，T6管集電極電壓為低電管集電極電壓為低電平，這時平，這時D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，將將Q點(diǎn)箝在點(diǎn)箝在1V左右，左右，使使T3截止。同時截止。同時T1發(fā)射極接低電平，發(fā)射極接低電平，使使T2、T4都截止，都截止，電路輸出呈高阻狀態(tài)電路輸出呈高阻狀態(tài)2.5 集成門電路使用中的幾個實(shí)際問題集成門電路使用中的幾個實(shí)際問題2.5.1 集成門電路的使用集成門電路的使用1選用集成門電路的一般原則選用集成門電路的一般原則實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)數(shù)字邏輯電路設(shè)計要求來選實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)數(shù)字邏輯電路設(shè)計要求來選用合適的邏輯器件。用合適的邏輯器件?？紤]的指標(biāo)包括包括：電源電壓，輸入和輸出考慮的指標(biāo)包括包括：電源電壓，輸入和輸出高、低電平的最大值和最小值，噪聲容限，扇高、低電平的最大值和最小值，噪聲容限，扇出系數(shù)，工作頻率和功耗等。出系數(shù)，工作頻率和功耗等。 2門電路使用的注意事