分立元件門電路

1、題題2.6 用與非門實現(xiàn)下列邏輯函數(shù)用與非門實現(xiàn)下列邏輯函數(shù)（1）ACABY ACAB ACAB （2）)()(BCCBABAY )(CBCBAAB BAAB &ABCYBAAB &ABY&（3）BABCBABCAY BABCBACABA BCA CABA &ABYC&分立元器件門電路分立元器件門電路TTL集成門電路集成門電路CMOS集成門電路集成門電路本章小結(jié)本章小結(jié)第第3章章 集成邏輯門電路集成邏輯門電路 3.1 概概 述述主要要求：主要要求： 了解邏輯門電路的作用和常用類型。了解邏輯門電路的作用和常用類型。 理解高電平信號和低電平信號的含義。理解高

2、電平信號和低電平信號的含義。 一、門電路的作用和常用類型一、門電路的作用和常用類型 按邏輯功能不同分按邏輯功能不同分 按電路結(jié)構(gòu)不同分按電路結(jié)構(gòu)不同分 TTL即即Transistor-Transistor Logic 與門與門 或門或門 非門非門 異或門異或門 與非門與非門 或非門或非門 與或非門與或非門 TTL集成門電路集成門電路 CMOS集成門電路集成門電路 晶體管晶體管邏輯門電路。晶體管晶體管邏輯門電路。 用互補對稱用互補對稱MOS管構(gòu)成的邏輯門電路。管構(gòu)成的邏輯門電路。 CMOS即即Complementary Metal-Oxide-Semiconductor 門電路門電路(Gate

3、Circuit)指用以實現(xiàn)基本邏輯關(guān)系和指用以實現(xiàn)基本邏輯關(guān)系和常用復(fù)合邏輯關(guān)系的電子電路。常用復(fù)合邏輯關(guān)系的電子電路。是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元之一是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元之一高電平和低電平為某高電平和低電平為某規(guī)定范圍規(guī)定范圍的電位值，而非一固定值。的電位值，而非一固定值。 （3333頁）頁） 因為因為數(shù)字電路中的數(shù)字電路中的信號只有高電平和低電信號只有高電平和低電平兩種取值，只要能明確區(qū)分它們即可。平兩種取值，只要能明確區(qū)分它們即可。 允許高電平和低電平為允許高電平和低電平為某規(guī)定范圍的電位值而非一固某規(guī)定范圍的電位值而非一固定值，定值，是數(shù)字電路抗干擾能力強的重要原因之一。是數(shù)字電路抗干

4、擾能力強的重要原因之一。 獲得高、低電平的基本方法：利用半導體開關(guān)元件的導獲得高、低電平的基本方法：利用半導體開關(guān)元件的導通、截止（即開、關(guān)）兩種工作狀態(tài)。通、截止（即開、關(guān)）兩種工作狀態(tài)。邏輯邏輯1和和0： 電子電路中用高、低電平來表示。電子電路中用高、低電平來表示。3.2 分立元件門電路分立元件門電路主要要求：主要要求： 理解理解二極管的開關(guān)特性。二極管的開關(guān)特性。 理解理解三極管的開關(guān)特性、工作條件三極管的開關(guān)特性、工作條件 + ui RL +uo D開關(guān)電路 IF 0.5 0.7 iD(mA) uD(V) UBR 0 + ui=0V RL + uo D + + ui=5V RL + u

5、o D 0.7V ui0V時，二極管截止，如同開關(guān)斷開，uo0V。ui5V時，二極管導通，如同0.7V的電壓源，uo4.3V。一、二極管的開關(guān)特性一、二極管的開關(guān)特性 uYuAuBR0D2D1+VCC+5V1、二極管與門二極管與門3V0V0 V0 V0 V3 V3 V0 V3 V3 V電壓關(guān)系表電壓關(guān)系表uA/VuB/VuY/VD1 D20 00 33 03 3導通導通 導通導通0.7導通導通 截止截止0.7截止截止 導通導通0.7導通導通 導通導通3.7邏輯符號邏輯符號:與門與門ABY&真值表真值表A BY0 00 11 01 10001Y = AB電壓關(guān)系表電壓關(guān)系表uA/VuB/

6、VuY/VD1 D20 00 33 03 3導通導通 導通導通0.7導通導通 截止截止0.7截止截止 導通導通0.7導通導通 導通導通3.71、電平偏移：輸出和輸入數(shù)值不相等、電平偏移：輸出和輸入數(shù)值不相等 2、驅(qū)動能力差：不能直接驅(qū)動負載、驅(qū)動能力差：不能直接驅(qū)動負載只適用于集成電路的內(nèi)部單元只適用于集成電路的內(nèi)部單元2、二極管或門二極管或門uYuAuBROD2D1-VSS-5V邏輯符號邏輯符號:ABY1或門或門 NPN型三極管截止、放大、飽和3種工作狀態(tài)的特點工作狀態(tài)截 止放 大飽 和條 件iB00iBIBSiBIBS偏置情況發(fā)射結(jié)反偏集電結(jié)反偏uBE0，uBC0，uBC0，uBC0集電極

7、電流iC0iCiBiCICSce間電壓uCEVCCuCEVCCiCRcuCEUCES0.3V工作特點ce間等效電阻很大，相當開關(guān)斷開可變很小，相當開關(guān)閉合二、三極管的開關(guān)特性二、三極管的開關(guān)特性 iB愈大于愈大于IB(Sat)，則飽和愈深。則飽和愈深。 iCIC(Sat)=CCE(sat)CCRUVC(sat)B(sat)II開關(guān)工作的條件開關(guān)工作的條件 截止條件截止條件 飽和條件飽和條件 uBE0.5ViBIB(Sat) 可靠截止條件為可靠截止條件為uBE0 VCCIuSOuVCCIuSOuA =40+5V Y電路圖1邏輯符號AY1k4.3kuA0V時，三極管截止，時，三極管截止，iB0，i

8、C0，輸出電壓輸出電壓uYVCC5VuA5V時，三極管導通?；鶚O電流為時，三極管導通。基極電流為：iBIBS，三極管工作，三極管工作在飽和狀態(tài)。輸出電在飽和狀態(tài)。輸出電壓壓uYUCES0.3V。mA1mA3 . 47 . 05Bi三極管臨界飽和三極管臨界飽和時的基極電流為：時的基極電流為：mA12. 01403 . 05BSIAY0110AY 三極管非門三極管非門IC(sat)OOOuIiCuOtttUIHUILVCCUCE(sat)0.9IC(sat)ton0.1IC(sat)toff uI正跳變到正跳變到iC上升到上升到0.9IC(sat)所需的時間所需的時間ton稱稱為三極管開通時間。為三極管開通時間。 通常工作頻率不高時，通常工作頻率不高時，可忽略開關(guān)時間，而工作可忽略開關(guān)時間，而工作頻率高時，必須考慮開關(guān)頻率高時，必須考慮開關(guān)速度是否合適，否則導致速度是否合適，否則導致不能正常工作。不能正常工作。三、動態(tài)開關(guān)特性三、動態(tài)開關(guān)特性 開關(guān)時間主要由于電荷存儲效應(yīng)引起，開關(guān)時間主要由于電荷存儲效應(yīng)引起，要提高開關(guān)速度，必須降低三極管飽和深度，要提高開關(guān)速度，必須降低三極管飽和深度，加速基區(qū)存儲電荷的消散。加速基區(qū)存儲電荷的消散。 uI負跳變到負跳變到iC下降到下降到0.1IC(sat)所需的時間所需的時間toff稱稱為三極管關(guān)斷時間。為三極管關(guān)斷時間。 通常通