2門電路和集成邏輯門

1、2.1 半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性2.2 分立元件的基本邏輯門2.3 復(fù)合邏輯門2.4 TTL集成邏輯門2.5 CMOS集成邏輯門2.6 集成邏輯門使用中的幾個(gè)實(shí)際問題 場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)特性場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)特性二、三極管的開關(guān)特性二、三極管的開關(guān)特性TTL集成邏輯門的使用注意事項(xiàng)集成邏輯門的使用注意事項(xiàng)TTL集成門的典型特點(diǎn)集成門的典型特點(diǎn)CMOS門的特點(diǎn)及使用注意事項(xiàng)門的特點(diǎn)及使用注意事項(xiàng)TTL與非門的外特性與非門的外特性 OC門和三態(tài)門的特點(diǎn)及用途門和三態(tài)門的特點(diǎn)及用途2.1 半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性2.1.1 半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性 二極管具有“正向?qū)?/p>

2、通、反向阻斷”的單向?qū)щ娦?，在?shù)字電路中，若二極管正向偏置，因其對(duì)正向電流呈現(xiàn)的阻抗近似為零，所以可視為一個(gè)閉合的開關(guān)；當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，因?qū)Ψ聪螂娏鞒尸F(xiàn)的電阻趨近無窮大，又可視為一個(gè)斷開的開關(guān)。即二極管在數(shù)字電路中所起的作用是開關(guān)作用。 二極管在數(shù)字電路的這種開關(guān)作用，不同于機(jī)械開關(guān)，因此被稱為電子開關(guān)。電子開關(guān)只有通、斷兩種狀態(tài)。若把態(tài)用數(shù)字“ ”表示，把態(tài)用數(shù)字“表示，則二極管在數(shù)字電路中也僅有“0”和“1”兩種取值，顯然，二極管在數(shù)字電路中也屬于二值的邏輯變量。1、靜態(tài)特性靜態(tài)特性靜態(tài)特性，就是指二極管在導(dǎo)通和截止兩種穩(wěn)定狀態(tài)下的特性。（1）正向特性 如果電路的輸入電壓為低電平，且如

3、果電路的輸入電壓為低電平，且VCC與與ui的差值大于門檻電壓的差值大于門檻電壓UT時(shí)，二極管時(shí)，二極管VD正正向?qū)ā?dǎo)通時(shí)二極管電阻很小，因此正向?qū)?。?dǎo)通時(shí)二極管電阻很小，因此正向電流急劇增長(zhǎng)，此時(shí)的二極管相當(dāng)于一向電流急劇增長(zhǎng)，此時(shí)的二極管相當(dāng)于一個(gè)閉合的模擬電子開關(guān)。個(gè)閉合的模擬電子開關(guān)。二極管開關(guān)電路（2）反向特性 當(dāng)圖示二極管開關(guān)電路的輸入電壓為高電平，即當(dāng)圖示二極管開關(guān)電路的輸入電壓為高電平，即VCC與與ui的差值小于門檻的差值小于門檻電壓電壓UT時(shí)，二極管時(shí)，二極管VD反向截止。截止?fàn)顟B(tài)下二極管呈現(xiàn)很大的電阻，使得反向截止。截止?fàn)顟B(tài)下二極管呈現(xiàn)很大的電阻，使得電阻電阻R上基本無

4、電流通過。因此，輸出電壓上基本無電流通過。因此，輸出電壓uO+VCC，為高電平，為高電平“1”。 為防止電流過大而導(dǎo)致二極管燒壞，工程實(shí)際中均要在二極管開關(guān)電路為防止電流過大而導(dǎo)致二極管燒壞，工程實(shí)際中均要在二極管開關(guān)電路中串接一只限流電阻中串接一只限流電阻R。2、動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性，指二極管在導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的特性。（1）開通時(shí)間 二極管導(dǎo)通時(shí)，二極管導(dǎo)通時(shí)， PN結(jié)在正向電壓作用下空結(jié)在正向電壓作用下空間電荷區(qū)迅速變窄，正向電阻很小。因此，間電荷區(qū)迅速變窄，正向電阻很小。因此，在導(dǎo)通過程中及導(dǎo)通以后，二極管的正向壓在導(dǎo)通過程中及導(dǎo)通以后，二極管的正向壓降都很小，電路中的正

5、向電流幾乎是立即達(dá)降都很小，電路中的正向電流幾乎是立即達(dá)到了最大值。到了最大值。 加在二極管兩端的電壓加在二極管兩端的電壓（2）反向恢復(fù)時(shí)間 當(dāng)二極管突然由正向偏置變?yōu)榉聪蚱脮r(shí)，當(dāng)二極管突然由正向偏置變?yōu)榉聪蚱脮r(shí)，PN結(jié)兩邊存儲(chǔ)的載流子形成反向漂移電流，開始時(shí)空間電荷區(qū)依然很窄，結(jié)兩邊存儲(chǔ)的載流子形成反向漂移電流，開始時(shí)空間電荷區(qū)依然很窄，二極管電阻很小，所以反向電流很大，經(jīng)過一定的時(shí)間二極管電阻很小，所以反向電流很大，經(jīng)過一定的時(shí)間tS后，后，PN結(jié)兩側(cè)存結(jié)兩側(cè)存儲(chǔ)的載流子顯著減少，空間電荷區(qū)逐漸變寬，反向電流慢慢減小至反向飽儲(chǔ)的載流子顯著減少，空間電荷區(qū)逐漸變寬，反向電流慢慢減小至反向

6、飽和電流時(shí)，二極管截止。和電流時(shí)，二極管截止。utit 開通時(shí)間極短！開通時(shí)間極短！動(dòng)態(tài)波形動(dòng)態(tài)波形t tS S（3）開關(guān)時(shí)間 開通時(shí)間和反向恢復(fù)時(shí)間二者之和稱為二極管的開關(guān)時(shí)間。因反向恢復(fù)時(shí)間遠(yuǎn)大于正向?qū)ㄋ枰臅r(shí)間，故在開關(guān)二極管的使用參數(shù)上往往只給出反向恢復(fù)時(shí)間來作為二極管的開關(guān)時(shí)間。 二極管的反向恢復(fù)時(shí)間限制了二極管的開關(guān)速度。但是在實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)二極管的開關(guān)速度是相當(dāng)快的，硅開關(guān)二極管的反向恢復(fù)時(shí)間只有幾納秒，即使是鍺開關(guān)二極管，也不過幾百納秒。2.1.2 三極管的開關(guān)特性三極管的開關(guān)特性 由三極管輸出特性曲線可看出，三極管主要有放大、截止和飽和三種工作狀態(tài)。模擬電子技術(shù)中，三極

7、管工作在放大區(qū)；在數(shù)字電路中，三極管作為開關(guān)元件，工作在截止區(qū)和飽和區(qū)。UCE / VIC /mA020 AIB=040 A60 AIB=100 A80 A43211.52.3 三極管在數(shù)字電路中，工作在飽和區(qū)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)閉合的電子開關(guān)；工作在截止區(qū)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)斷開的電子開關(guān)。飽飽和和區(qū)區(qū)截止區(qū)截止區(qū)1、雙極型三極管的開關(guān)特性雙極型三極管作為開關(guān)使用時(shí)，電路的構(gòu)成是共發(fā)射極組態(tài)。當(dāng)三極管處于飽和狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)，輸入信號(hào)可通過三極管，由于共射組態(tài)電路的輸出、輸入反相關(guān)系，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，輸出為低電平；雙極型三極管開關(guān)電路雙極型三極管開關(guān)電路當(dāng)三極管處截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，相當(dāng)一個(gè)斷開的

8、開關(guān)，輸入信號(hào)無法通過，三極管輸入為0，而開關(guān)電路的輸出由于反相原因而呈高電平。uituOt雙極型三極管開關(guān)特性雙極型三極管開關(guān)特性三極管的開關(guān)時(shí)間tui 0tuo02.5V0.7Vt1t2tON接通時(shí)間接通時(shí)間tOFF關(guān)斷時(shí)間關(guān)斷時(shí)間 三極管無論是從低電平到高電平，還是從高電平到低電平，狀態(tài)變化都不能發(fā)生躍變，均需要一定的時(shí)間。 接通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間合稱為三極管的開關(guān)時(shí)間。開關(guān)時(shí)間的長(zhǎng)短決定了三極管的開關(guān)速度，開關(guān)時(shí)間不僅取決于三極管的結(jié)構(gòu)工藝，還與外加輸入電壓的大小和極性有關(guān)。因此，提高三極管的開關(guān)特性一是制造開關(guān)時(shí)間較小的管子，二是設(shè)計(jì)合理的外電路，以減少開關(guān)時(shí)間。2、 MOS管的開關(guān)特性

9、管的開關(guān)特性 利用MOS管的上述特性，在數(shù)字電路中常把它作為電子開關(guān)使用，即MOS管截止時(shí)相當(dāng)一個(gè)斷開的開關(guān)；變阻狀態(tài)時(shí)相當(dāng)一個(gè)閉合的開關(guān)。由于工藝的不同，MOS管相比于晶體管，其開關(guān)速度慢一些。 uGSgdss當(dāng)柵源當(dāng)柵源uGSUT時(shí)，時(shí)，MOS管處變阻狀管處變阻狀態(tài)，其等效電路如右圖所示：態(tài)，其等效電路如右圖所示： MOS管隨著UGS的增大，漏極和源極之間的電阻RDS由大變小，漏極電流逐漸增加，輸出電壓不斷下降，MOS管的工作狀態(tài)從截止區(qū)經(jīng)過恒流區(qū)最后進(jìn)入可變電阻區(qū)。在可變電阻區(qū)，RDS的大小受輸入電壓UGS的控制。即MOS管導(dǎo)通時(shí)，其內(nèi)阻RDS至少也要有1k左右，通常此阻值是不能忽略的。

10、 在動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)下，電路輸入信號(hào)發(fā)生高、低電平跳變時(shí)，MOS管的漏極電流變化和輸出電壓的變化都將滯后于輸入電壓的變化。因此，由MOS管構(gòu)成的反相器，處理信號(hào)的速度要比雙極型三極管反相器慢。MOS管的保護(hù)措施 由于MOS管柵極輸入電阻較大，易感應(yīng)電荷使絕緣層擊穿。因此，在實(shí)用中常采用如右圖所示的過壓保護(hù)電路。MOS管開關(guān)電路 當(dāng)輸入電壓ui為高電平時(shí)，uiUT，MOS管導(dǎo)通，輸出為低電平。 當(dāng)輸入電壓ui為低電平時(shí)，則uiUT，MOS管截止，輸出電壓uO=VDD，為高電平 。利用二極管的開關(guān)利用二極管的開關(guān)特性，用兩個(gè)二極特性，用兩個(gè)二極管和一個(gè)電阻構(gòu)成管和一個(gè)電阻構(gòu)成一個(gè)兩輸入的一個(gè)兩輸入的“

11、與與”邏輯電路。邏輯電路。 利用雙極型三極管的開利用雙極型三極管的開關(guān)特性，你能構(gòu)成一個(gè)關(guān)特性，你能構(gòu)成一個(gè)“非非”邏輯電路嗎？邏輯電路嗎？三極管構(gòu)成的反三極管構(gòu)成的反相器，必須是何相器，必須是何種組態(tài)的電路？種組態(tài)的電路？2.2 分立元件的基本邏輯門分立元件的基本邏輯門二極管“與”門電路 由二極管或三極管開關(guān)元件構(gòu)成的邏輯電路，工作時(shí)的狀態(tài)像門一樣按照一定的條件和規(guī)律打開或關(guān)閉，所以又被稱為。門開 信號(hào)通過；門關(guān)信號(hào)阻斷。門電路是構(gòu)成組合邏輯電路的基本單元，應(yīng)用十分廣泛。D1D2UCCR“”門電路0V3V3V3V 輸入中只要有一個(gè)為低電平0 0時(shí)，該低電平二極管就會(huì)迅速導(dǎo)通，輸出F F將被鉗

12、位到低電平 ；其余高電平輸入端，其端子上串接的二極管呈截止態(tài)。 輸入全部為高電平3V時(shí)，輸入端上串接的二極管同時(shí)導(dǎo)通，輸出F被鉗位在高電平“ ”?！啊遍T邏輯圖符號(hào) 二極管“或”門電路D1D2UCCR“”門電路 一個(gè)“或”門的輸入端也是至少為兩個(gè)，其輸出端只有一個(gè)。輸入中只要有一個(gè)為高電平3V時(shí)，串接其上的二極管則迅速導(dǎo)通，輸出F將被鉗位到高電平 ；其余為低電平的輸入端，其端子上串接的二極管呈截止態(tài)。輸入全部為低電平0時(shí)，輸入端上串接的二極管同時(shí)導(dǎo)通，輸出F被鉗位在低電平“ ”。3V0V0V0V注意：注意：分析過程中門電路中串接的二極管，都是按理想二極管處理的，實(shí)際硅管導(dǎo)通時(shí)管壓降0.7V，鍺管

13、導(dǎo)通時(shí)0.3V?！啊遍T邏輯圖符號(hào) RCUBBUCCRB1RB2“”門電路 輸入變量為高電平3V時(shí)，三極管飽和導(dǎo)通，ICRC UCC，因此輸出 為低電平0V； 當(dāng)輸入變量為低電平0V時(shí)，三極管截止，輸出 UCC，顯然為高電平。3V0VUCC 由圖可看出，一個(gè)“”門的輸入端，輸出端也只有一個(gè)?！啊遍T邏輯圖符號(hào) 三極管“非”門電路試默畫出三種基本試默畫出三種基本邏輯門的圖符號(hào)。邏輯門的圖符號(hào)。 你能迅速說出你能迅速說出“與與”門、門、“或或”門和門和“非非”門的邏輯功能嗎？門的邏輯功能嗎？基本邏輯門有哪基本邏輯門有哪些？些？2.3 復(fù)合邏輯門復(fù)合邏輯門邏輯功能：FAB 與門和非門可構(gòu)成“與門非門FA

14、B圖符號(hào)“與非”門是“與”門的非，因此： “與非”門FAB 或門和非門可構(gòu)成“或門非門FAB門圖符號(hào)或非邏輯功能： “或非”門 “與或非”門與門中只要有1個(gè)輸出為1，F(xiàn)即為0； 兩個(gè)與門輸出均為0時(shí)，F(xiàn)才為1。F1 AB“與”門、“或”門和“非”門可構(gòu)成“與門非門門圖符號(hào)F2 CD與門或門 AB CDF3 F “異或”門 “同或”門 AB圖符號(hào)F AB 異或門是一個(gè)只有兩輸入、一輸出的邏輯門電路。 異或門邏輯功能可描述為： 。同或門圖符號(hào) 顯然，同或門是異或門的非。其邏輯功能：。同或門和異或門同或門和異或門的功能是什么？的功能是什么？二者有聯(lián)系嗎？二者有聯(lián)系嗎？你能說出常你能說出常用復(fù)合門的用

15、復(fù)合門的種類嗎？種類嗎？ 寫出圖示電路寫出圖示電路的邏輯表達(dá)式。的邏輯表達(dá)式。默畫出各種復(fù)默畫出各種復(fù)合邏輯門的圖合邏輯門的圖符？符？2.4 TTL集成邏輯門集成邏輯門 把電路中的半導(dǎo)體器件、電阻、電容及導(dǎo)線制作在一塊半導(dǎo)體基片上，并封裝在一個(gè)殼體內(nèi)所構(gòu)成的完整電路稱為集成電路，簡(jiǎn)稱IC。常見的數(shù)字集成電路通常為右圖所示雙列直插式集成組件 。 集成芯片就象確定了輸入和輸出的“黑盒子”，其核心可能是非常復(fù)雜的電路。對(duì)使用者而言，只要掌握查閱器件資料的方法，了解其邏輯功能并正確使用即可 。 集成邏輯門是最基本的數(shù)字集成電路，是組成數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)，學(xué)好它，對(duì)于掌握數(shù)字電子技術(shù)極為重要。需要注意的是：

16、幾乎所有IC的電源和“地”端通常不標(biāo)在原理圖中，但連線時(shí)，電源和地是驅(qū)動(dòng)，必不可少。 邏輯電路的輸入端和輸出端都采用了半導(dǎo)體晶體管，稱之為 ransistor- ransistor- ogic(晶體管-晶體管-邏輯電路)，簡(jiǎn)稱為，TTL集成邏輯門是目前應(yīng)用最廣泛的集成電路。R4R3R5R2R13KUCC7501003003K5V(U0)(Ui)1)TTL與非門2.4.1 典型TTL與非門R4R3R5R2R13KUCC7501003003K5V(U0)(Ui) 輸入級(jí)由多發(fā)射極晶體管T1和電阻R1組成。所謂多發(fā)射極晶體管，可看作由多個(gè)晶體管的集電極和基極分別并接在一起，而發(fā)射極作為邏輯門的輸入端

17、。多個(gè)發(fā)射極的發(fā)射結(jié)可看作是多個(gè)鉗位二極管，其作用是限制輸入端可能出現(xiàn)的負(fù)極性干擾脈沖。Tl的引入，不但加快了晶體管T2儲(chǔ)存電荷的消散，提高了TTL與非門的工作速度，而且實(shí)現(xiàn)“與”邏輯作用。R4R3R5R2R13KUCC7501003003K5V(U0)(Ui) 中間級(jí)由電阻R2，R3和三極管T2組成。中間級(jí)又稱為倒相極，其作用是從T2的集電極和發(fā)射極同時(shí)輸出兩個(gè)相位相反的信號(hào)，作為輸出極里的三極管T3和T5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)控制輸出級(jí)的T4、T5管工作在截然相反的兩個(gè)狀態(tài)，以滿足輸出級(jí)互補(bǔ)工作的要求。三極管T2還可將前級(jí)電流放大以供給T5足夠的基極電流。R4R3R5R2R13KUCC75010

18、03003K5V(U0)(Ui) 輸出級(jí)由晶體管T3、T4和T5，電阻R4和R5組成推拉式的互補(bǔ)輸出電路。 T5導(dǎo)通時(shí)T4截止，T5截止時(shí)T4導(dǎo)通。由于采用了推挽輸出(又稱圖騰輸出)，該電路不僅增強(qiáng)了帶負(fù)載能力，還提高了工作速度。R4R3R5R2R13KUCC7501003003K5V(U0)(Ui)輸入端至少有一個(gè)為低電平時(shí)的工作情況：0.3V3.6V3.6V3.6V0.3V低電平對(duì)應(yīng)的PN結(jié)導(dǎo)通，T1的基極電位被固定在0.3+0.7=1V上。顯然T1的集電結(jié)反偏，導(dǎo)致T2、T5截止。T2截止時(shí)的集電極電位：V2CUCC=5V深度飽和深度飽和 T2管集電極 5V的電位足以使T3、T4導(dǎo)通并處

19、于深度飽和狀態(tài)。因R2和IB3都很小，均可忽略不計(jì)，所以與非門輸出端F點(diǎn)的電位：VFUCCIB3R2UBE3UBE4500.70.73.6V實(shí)現(xiàn)了有0出1的與非功能輸入端全部為高電平時(shí)的工作情況：R4R3R5R2R13KUCC7501003003K5V(U0)(Ui)3.6V3.6V3.6V3.6V0.3V由“”經(jīng)T2、 T5管的發(fā)射結(jié)電位升至1.4V，經(jīng)T1集電結(jié)升為2.1V 。顯然T1處于工作狀態(tài)，此時(shí)集電結(jié)做為發(fā)射結(jié)使用。倒置情況下，T1可向T2基極提供較大電流。深度飽和深度飽和 T2管深度飽和后，其發(fā)射極電流在電阻R3上產(chǎn)生的壓降又為T5管提供足夠的基極電流使T5管飽和導(dǎo)通，從而使與非

20、門輸出F點(diǎn)的電位等于T5管的飽和輸出典型值：實(shí)現(xiàn)了全1出0的與非功能深度飽和深度飽和 UOL是被測(cè)與非門一輸入端接1.8伏、其余輸入端開路、負(fù)載接380歐的等效電阻時(shí)，輸出端的電壓值。典型值0.3VTTL與非門的外特性和主要參數(shù)UILUIHu0/Vui/V1231234TTL與非門參數(shù)的測(cè)試要在一定條件下進(jìn)行，一般要遵守的原則有：不用的輸入端應(yīng)懸空(懸空端子為高電平“ ”)；輸出高電平時(shí)不帶負(fù)載；輸出低電平時(shí)輸出端應(yīng)接規(guī)定的灌電流負(fù)載。TTL與非門外特性TTL與非門主要參數(shù)輸出高電平輸出高電平U0H是被測(cè)TTL與非門一個(gè)輸入端接地、其余輸入端開路時(shí)的輸出端電壓值。典型值3.6V關(guān)門電平UOFF

21、：輸出為0.9UOH時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓稱為關(guān)門電平UOFF。典型值為1V開門電平UON：輸出為0.35V時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓稱為開門電平UON。典型值為1.4V 。其余參數(shù)看課本。UON輸出低電平輸出低電平UOFF關(guān)門電平關(guān)門電平開門電平開門電平2.4.2 集電極開路的TTL與非門() 去掉普通TTL與非門中的T3、T4管，讓T5管的集電極開路，即構(gòu)成集電極開路的“與非”門。R5R4R1R25VR3(U0)(Ui)RCUC OC門在使用時(shí)要外接一個(gè)電源UC和一個(gè)電阻RCOC門的特點(diǎn)是輸出門門的特點(diǎn)是輸出門T5的的。R1R25VR3RCUC當(dāng)OC門輸入全為高時(shí)，T2和T5導(dǎo)通飽和，輸出F為低電

22、平0.3VOC門輸入有一個(gè)為低時(shí)，T2、T5截止，輸出F為高電平UCOC門同樣可實(shí)現(xiàn)門同樣可實(shí)現(xiàn)功能功能OC門的邏輯電路圖符號(hào)門的邏輯電路圖符號(hào)OC門可實(shí)現(xiàn)門可實(shí)現(xiàn)邏輯邏輯“線與線與”邏輯功能邏輯功能CDABCDABFFF21還能實(shí)現(xiàn)還能實(shí)現(xiàn)“與或非與或非”邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算左圖所示即利用OC門使的電路 上述分析可知，OC門具有“”功能，并且在線與的過程中實(shí)現(xiàn)了輸出對(duì)輸入的與或非邏輯運(yùn)算。OC門還可用于數(shù)字系統(tǒng)接口部分的電平轉(zhuǎn)換。ABRC12VOC門還可以用來等，如左圖所示電路。ABUC 三態(tài)門與普通TTL與非門相比，只是多出了一個(gè)電阻和兩個(gè)二極管。 三態(tài)門控制端EN=1時(shí)，二極管D2截止，相當(dāng)

23、于控制端放棄控制權(quán)，此時(shí)三態(tài)門相當(dāng)于一個(gè)普通與非門，輸出由輸入端A、B決定。 三態(tài)門控制端EN=0(有效態(tài))時(shí)，控制端行使控制權(quán)，此時(shí)T1飽和，其基極電位約為1V，使T2、T5截止，同時(shí)D2導(dǎo)通使T3、T4也截止。這時(shí)從外往輸入端看進(jìn)去，電路呈現(xiàn)高阻態(tài)。 由于電路在EN=1時(shí)輸出有高、低電平兩種狀態(tài)；在EN=0時(shí)輸出為高阻態(tài)，共呈三種狀態(tài)，因此稱為三態(tài)門。D2R5R4R1R2UCCR3RD12.4.3 三態(tài)門三態(tài)門真值表三態(tài)門邏輯圖符號(hào)AB 圖示為三態(tài)門總線結(jié)構(gòu)圖。用一根總線輪流傳送幾個(gè)不同的數(shù)據(jù)或控制信號(hào)時(shí)，讓連接在總線上的所有三態(tài)門控制端輪流處于高電平，任何時(shí)間只能有一個(gè)三態(tài)門處工作狀態(tài)，

24、其余三態(tài)門均為高阻狀態(tài)。這樣，總線將輪流接受來自各個(gè)三態(tài)門的輸出信號(hào)。這種利用總線來傳送數(shù)據(jù)或信號(hào)的方法廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)技術(shù)中。D1&EN&EN&END2DnE/DnE/D1E/D2L1L2Ln兩種常用的TTL與非門集成電路芯片管腳排列圖(a) 74LS00與非門芯片管腳排列圖與非門芯片管腳排列圖 1 2 3 4 5 6 7 & & & & 14 13 12 11 10 9 8 & & 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 (b) 74LS20與非門芯片管腳排列圖與非門芯片管腳排列圖 型號(hào)中74

25、是指標(biāo)準(zhǔn)型系列TTL芯片；L指低功耗；S表示肖特基。其中74LS00中包含四個(gè)2輸入的與非門；74LS20包括兩個(gè)4輸入的與非門。芯片中的線和“”線均為公用。 4、具有圖騰結(jié)構(gòu)的幾個(gè)TTL與非門輸出端不能并聯(lián)； 輸出高電平(3.6V)、輸出低電平 (0.3V)，關(guān)門電平(1V)，開門電 電平(1.4V)，輸入高電平噪聲容限，輸入低電平電流(1.4mA)，扇出系數(shù)(NO越大帶負(fù)載能力越強(qiáng))等。 1、不用的管腳 可以懸空，不可以接地； 2、不用的管腳可以接高電平，不可以接低電平； 5、輸出端接容性負(fù)載時(shí)，應(yīng)接大電阻(2.7K)限流； 3、幾個(gè)輸入端引腳可以并聯(lián)連接； 6、TTL集成電路的電源電壓應(yīng)

26、滿足5V要求，輸入信號(hào)電平應(yīng)在05V之間。TTL與非門的與非門的主要參數(shù)？主要參數(shù)？ 7、用45W以下電鉻鐵焊接，最好用中性焊劑，設(shè)備應(yīng)良好接地。試述圖騰結(jié)構(gòu)的試述圖騰結(jié)構(gòu)的TTLTTL與非門和與非門和OCOC門的主門的主要區(qū)別是什么要區(qū)別是什么？三態(tài)門和普通三態(tài)門和普通TTLTTL與非門有什么不與非門有什么不同？主要應(yīng)用在同？主要應(yīng)用在什么場(chǎng)合什么場(chǎng)合 ？ TTL TTL與非門如有多余輸入端能不能與與非門如有多余輸入端能不能與“地地”相接？相接？ TTLTTL或非門如有多余輸或非門如有多余輸入端能不能與入端能不能與5V5V電源相接或懸空？電源相接或懸空？何謂何謂“線與線與”？哪一種邏輯門能哪

27、一種邏輯門能實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“線與線與”邏邏輯？輯？ 試通過實(shí)驗(yàn)記錄。用內(nèi)阻為試通過實(shí)驗(yàn)記錄。用內(nèi)阻為20K/V20K/V的萬用表測(cè)量的萬用表測(cè)量74LS0074LS00集成集成芯片中的一個(gè)門，在下列各種情芯片中的一個(gè)門，在下列各種情況下：況下：（1 1）其它輸入端懸空；）其它輸入端懸空；（2 2）其它輸入端接）其它輸入端接5V5V電源；電源；（3 3）其它輸入端有一個(gè)接地；）其它輸入端有一個(gè)接地；（4 4）其它輸入端有一個(gè)接）其它輸入端有一個(gè)接0.3V0.3V。 測(cè)量門上一個(gè)懸空輸入端的電測(cè)量門上一個(gè)懸空輸入端的電壓，測(cè)量值各為多少壓，測(cè)量值各為多少V V？2.5 CMOS集成邏輯門2.5.1 CM

28、OS反相器如果要使電路中的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管形成導(dǎo)電溝道，T1的柵源電壓必須大于開啟電壓的值，T2的柵源電壓必須低于開啟電壓的值，所以，電源電壓UDD必須大于兩管開啟電壓的絕對(duì)值之和。ui0V時(shí)，T1截止，T2導(dǎo)通。輸出 電壓u0UDD，高電平；uiUDD時(shí)，T1導(dǎo)通，T2截止。輸出 電壓u00V，低電平。載管為P溝道增強(qiáng)型MOS管，兩管的漏極接在一起作為電路的輸出端，兩管的柵極接在一起作為電路的輸入端，T1、T2源極與其襯底相連，一個(gè)接地，一個(gè)接電源。T1工作管為N溝道增強(qiáng)型MOS管，T2負(fù)實(shí)現(xiàn)了的非門功能！2.5.2 CMOS傳輸門設(shè)高電平為10V，低電平為0V，電源電壓為10V。開啟電壓為

29、3V。 在CP“ ”時(shí)，若輸入電壓為0V7V，則TN管的柵源電壓不低于3V，因此TN管導(dǎo)通；若輸入電壓為3V10V，則TP管導(dǎo)通。即在輸入電壓為0V10V的范圍內(nèi)，至少有一個(gè)管子是導(dǎo)通的，即u0=ui。此時(shí)傳輸門相當(dāng)于接通的模擬開關(guān)。 當(dāng)CP=“ ”時(shí)，無論輸入電壓ui在010V之間如何變化，柵極和源極之間的電壓都無法滿足管子導(dǎo)通溝道產(chǎn)生的條件，因此兩管都截止，輸入信號(hào)不能傳輸?shù)捷敵龆?，稱傳輸門關(guān)斷。此時(shí)相當(dāng)于模擬開關(guān)斷開。傳輸門在數(shù)字電路中起開關(guān)作用，所以也稱作。CMOS電路容易受靜電感應(yīng)而擊穿，在使用和存放時(shí)應(yīng)注意靜電屏蔽，焊接時(shí)電烙鐵應(yīng)接地良好，尤其是CMOS電路多余，應(yīng)根據(jù)需要接地或接

30、高電平。 CMOS電路的工作速度比TTL電路低； CMOS電路的帶負(fù)載能力沒有TTL電路強(qiáng)；CMOS電路的抗干擾能力強(qiáng)；CMOS電路的集成度比TTL電路的集成度高； CMOS電路的功耗比TTL電路小得多。門電路的功耗只有幾個(gè)W，中規(guī)模集成電路的功耗也不會(huì)超過100W。CMOS電路的電源電壓允許范圍較大，約在318V；CMOS電路適合于特殊環(huán)境下工作； CMOS集成電路雖然出現(xiàn)較晚，但發(fā)展很快，更便于向大規(guī)模集成電路發(fā)展。其主要缺點(diǎn)是工作速度較低。F=ABC是是三輸入的三輸入的與門；與門；G是是非門非門(略略)。 TTL門的邏輯高電平約為門的邏輯高電平約為3.6V；低電；低電平約為平約為0.3V

31、。CMOS門的邏輯高電平約門的邏輯高電平約為為510V,低電平約為低電平約為00.4V.使用時(shí)特別使用時(shí)特別要注意要注意CMOS門芯片不用的輸入端不能門芯片不用的輸入端不能懸空！其他注意事項(xiàng)可參看課本。懸空！其他注意事項(xiàng)可參看課本。TTL門和門和CMOS門的邏門的邏輯高電平和邏輯低電平輯高電平和邏輯低電平大約為多少？使用時(shí)兩大約為多少？使用時(shí)兩類門各要注意些什么？類門各要注意些什么？?jī)蓚€(gè)兩個(gè)TTLTTL與非門的輸出與非門的輸出端可以直接連接嗎？端可以直接連接嗎？為什么？為什么？三態(tài)門與普通三態(tài)門與普通TTL與非門相比有什么與非門相比有什么不同？三態(tài)門主要不同？三態(tài)門主要應(yīng)用于什么場(chǎng)合？應(yīng)用于什

32、么場(chǎng)合？ A F & B C 普通與非門只有高電平和低電平兩普通與非門只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，三態(tài)門除了這兩種狀態(tài)還有種狀態(tài)，三態(tài)門除了這兩種狀態(tài)還有高阻態(tài)高阻態(tài)。三態(tài)門主要應(yīng)用于總線傳送。三態(tài)門主要應(yīng)用于總線傳送，它可進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳送，也可以進(jìn)，它可進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳送，也可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送。行雙向數(shù)據(jù)傳送。不能直接相連！因?yàn)楫?dāng)輸出端連在一起時(shí)，若各門的輸出不能直接相連！因?yàn)楫?dāng)輸出端連在一起時(shí)，若各門的輸出電平不同，則會(huì)有一個(gè)很大的電流由輸出為高電平的門流向輸電平不同，則會(huì)有一個(gè)很大的電流由輸出為高電平的門流向輸出為低電平的門，從而將門電路燒毀。出為低電平的門，從而將門電路燒毀。邏

33、輯函數(shù)邏輯函數(shù)F=ABC和和G=A各各為何門？畫出它們的邏輯為何門？畫出它們的邏輯圖符號(hào)和寫出其真值表圖符號(hào)和寫出其真值表. CMOS集成電路具有什集成電路具有什么特點(diǎn)？和么特點(diǎn)？和TTL集成電路集成電路相比較有哪些不足？相比較有哪些不足？ 為什么說為什么說CMOS集成電路比集成電路比TTL集成電路的靜態(tài)功耗低？集成電路的靜態(tài)功耗低？抗干擾能力強(qiáng)？抗干擾能力強(qiáng)？為什么為什么CMOS門門電路閑置的輸入電路閑置的輸入端不允許懸空處端不允許懸空處理？理？如將如將CMOS與非門、與非門、或非門和異或門作或非門和異或門作反相器使用，輸入反相器使用，輸入端應(yīng)如何連接？端應(yīng)如何連接？ CMOS反相器、反相器、CMOS漏極漏極開路的開路的OD門和門和CMOS三態(tài)門三態(tài)門，它們的輸出端可以并聯(lián)使用，它們的輸出端可以并聯(lián)使用嗎？為什么？嗎？為什么？專用專用CMOSTTLUDDUCC1、CMOS 4000驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)TTL電路電路通過通過CMOSCMOS驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)TTLTTL電路電路通過電流放大器驅(qū)動(dòng)通過電流放大器驅(qū)動(dòng)TTLTTL電路電路2.6 集成邏輯門使用中的幾個(gè)實(shí)際問題集成邏輯門使用中的幾