電工電子技術(shù)邏輯門(mén)電路

電工電子技術(shù)邏輯門(mén)電路第1頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第12章

邏輯門(mén)電路1.數(shù)制、數(shù)制轉(zhuǎn)換、編碼。2.邏輯代數(shù)的運(yùn)算法則、邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)。3.基本門(mén)電路。4.集成門(mén)電路。知識(shí)點(diǎn)：要求掌握：1.數(shù)制的概念及數(shù)制間轉(zhuǎn)換方法。2.邏輯代數(shù)運(yùn)算法則和邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)。3.基本門(mén)電路的邏輯功能和特性。了解：集成門(mén)電路邏輯功能和特性。第2頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建立信息化社會(huì)，“數(shù)字”一詞越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的生活中，數(shù)字電表、數(shù)字電視、數(shù)字通信、數(shù)字控制……數(shù)字化已成為當(dāng)今電子技術(shù)的發(fā)展潮流。數(shù)字電路是數(shù)字電子技術(shù)的核心，是計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信的硬件基礎(chǔ)。本章首先介紹數(shù)字電路的一些基本概念及數(shù)字電路中常用的數(shù)制與碼制，介紹邏輯代數(shù)的運(yùn)算法則和邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)，然后介紹基本門(mén)電路和集成門(mén)電路的邏輯功能。第12章

邏輯門(mén)電路第3頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.1

數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路電子電路中所處理的電子信號(hào)可分為兩大類，一類為模擬信號(hào)；一類為數(shù)字信號(hào)。模擬電信號(hào)一般是指模擬物理量的信號(hào)形式，模擬信號(hào)在時(shí)間上和數(shù)值上都是連續(xù)的。處理這類信號(hào)時(shí)，考慮的是放大倍數(shù)、頻率特性、非線性失真等，著重分析波形的形狀、幅度和頻率如何變化。數(shù)字信號(hào)是指時(shí)間上和數(shù)值上都是離散的信號(hào)，信號(hào)表現(xiàn)的形式是一系列由高、低電平組成的脈沖波。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，重要的是要能根據(jù)信號(hào)的高、低電平，正確反映電路的輸出/輸入之間關(guān)系，至于高、低電平值精確為多少則無(wú)關(guān)緊要。模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)是性質(zhì)不同的兩種信號(hào)，對(duì)于處理這兩種信號(hào)的電路，分析問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)是不同的。12.1.1

模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)第4頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.1

數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路在數(shù)字電路中，它的輸出/輸入電壓一般只有兩種取值狀態(tài)：高電平和低電平，這兩種狀態(tài)分別可以邏輯值1和邏輯值0表示。就信號(hào)的形狀來(lái)說(shuō)，數(shù)字信號(hào)通常是以時(shí)間上或空間上這樣的0、1符號(hào)序列來(lái)表示的。數(shù)字電路輸入與輸出的0、1符號(hào)序列間的邏輯關(guān)系，就是數(shù)字電路的邏輯功能。因此，數(shù)字電路是實(shí)現(xiàn)各種邏輯關(guān)系的電路，數(shù)字電路可稱為邏輯電路。數(shù)字電路包括信號(hào)的傳送、控制、記憶、計(jì)數(shù)、產(chǎn)生、整形等內(nèi)容。數(shù)字電路在結(jié)構(gòu)、分析方法、功能、特點(diǎn)等方面均不同于模擬電路。數(shù)字電路的基本單元是邏輯門(mén)電路，分析工具是邏輯代數(shù)，在功能上則著重強(qiáng)調(diào)電路輸入與輸出間的因果關(guān)系。數(shù)字電路比較簡(jiǎn)單、抗干擾性強(qiáng)、精度高、便于集成，它已廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信、自動(dòng)控制、數(shù)字測(cè)量?jī)x表以及家用電器等各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。特別是在數(shù)字電路基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電子計(jì)算機(jī)，已進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，不僅在高科技研究領(lǐng)域，而且在生產(chǎn)、管理、教育及服務(wù)行業(yè)，甚至家庭中都得到了廣泛應(yīng)用，它標(biāo)志著電子技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。另外，數(shù)字式移動(dòng)電話、數(shù)字式高清晰度電視以及數(shù)碼照相機(jī)等也都是數(shù)字電路發(fā)展的產(chǎn)物。12.1.2

數(shù)字電路的特點(diǎn)與應(yīng)用第5頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.1

數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路數(shù)字信號(hào)通常用矩形脈沖波形來(lái)表示。理想的矩形脈沖波形如圖12.1所示。非理想的矩形脈沖波形是一種最常見(jiàn)的脈沖信號(hào)，如圖12.2所示。12.1.3

數(shù)字信號(hào)的波形圖12.1理想的矩形脈沖波形圖12.2非理想的矩形脈沖波形第6頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.1

數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路從圖12.2可看出，非理想的矩形脈沖波形的主要參數(shù)有以下幾種。1）脈沖幅度Um：脈沖電壓的最大變化幅度。

2）脈沖寬度tw：脈沖波形前后沿0.5Um處的時(shí)間間隔。

3）上升時(shí)間tr：脈沖前沿從0.1Um上升到0.9Um所需要的時(shí)間。

4）下降時(shí)間tf：脈沖后沿從0.9Um下降到0.1Um所需要的時(shí)間。

5）脈沖周期T：在周期性連續(xù)脈沖中，兩個(gè)相鄰脈沖間的時(shí)間間隔。頻率f=1/T則表示單位時(shí)間內(nèi)脈沖變化的次數(shù)。

6）占空比D：脈沖寬度tw與脈沖周期T之比值，即D=tw/T。當(dāng)占空比D=0.5，矩形波為方波。第7頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.2數(shù)制與編碼數(shù)制是計(jì)數(shù)進(jìn)位制的簡(jiǎn)稱，常用的有十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制等。12.2.1

數(shù)制在日常生活中，人們習(xí)慣采用十進(jìn)制，但在數(shù)字系統(tǒng)中都采用二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)只有兩個(gè)符號(hào)0、1，具有兩個(gè)狀態(tài)的器件在工程上比較容易實(shí)現(xiàn)，例如，開(kāi)關(guān)的通斷、半導(dǎo)體管的導(dǎo)通與截止、脈沖的有無(wú)都可表用0、1兩個(gè)符號(hào)表示。在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，以便機(jī)器能夠接受。當(dāng)機(jī)器運(yùn)算結(jié)束時(shí)，結(jié)果仍為二進(jìn)制數(shù)，為便于閱讀，常將該二進(jìn)制數(shù)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，這就需要采用各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換及不同的編碼方式，以便于實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。1.十進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)是最常用的計(jì)數(shù)體制，十進(jìn)制數(shù)的特征如下所述。第8頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.2數(shù)制與編碼

1)基數(shù)是10。十進(jìn)制數(shù)采用10個(gè)基本數(shù)碼：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。任何數(shù)值都可以用上述10個(gè)數(shù)碼按一定規(guī)律排列起來(lái)來(lái)表示。

2)計(jì)數(shù)規(guī)律是“逢十進(jìn)一”，即9+1=10。0～9這10個(gè)數(shù)可以用一位基本數(shù)碼表示，10以上的數(shù)則要用兩位以上的數(shù)碼表示。例如，11這個(gè)數(shù)，右邊的“1”為個(gè)位數(shù)，左邊的“1”，為十位數(shù)，也就是11：1×101+1×100。2.二進(jìn)制二進(jìn)制的特征如下所述。

1）基數(shù)是2，用0，1這2個(gè)數(shù)碼表示。

2）計(jì)數(shù)規(guī)則為從低位向高位“逢二進(jìn)一”。二進(jìn)制的計(jì)數(shù)基數(shù)為2，各位數(shù)的權(quán)是2的冪。例如，101這個(gè)三位二進(jìn)制數(shù)，可以用數(shù)學(xué)式表示為(101)2=1×22+0×21+1×20=4+0+1=5第9頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.2數(shù)制與編碼3.八進(jìn)制和十六進(jìn)制雖然二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，便于電路實(shí)現(xiàn)，是數(shù)字系統(tǒng)中廣泛采用的一種數(shù)制。但用二進(jìn)制表示一個(gè)數(shù)時(shí)，所用的位數(shù)比用十進(jìn)制數(shù)表示的位數(shù)多，人們讀寫(xiě)很不方便，容易出錯(cuò)。因此，常采用八進(jìn)制或十六進(jìn)制。八進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是8，用0，1，2，3，4，5，6，7這8個(gè)數(shù)碼表示。計(jì)數(shù)規(guī)則是從低位向高位“逢八進(jìn)一”，相鄰兩位高位的權(quán)值是低位權(quán)值的8倍。由于八進(jìn)制的數(shù)碼和十進(jìn)制前8個(gè)數(shù)碼相同，所以為了便于區(qū)分，通常在數(shù)字的右下角標(biāo)注8或0。例如，數(shù)(307)8就表示一個(gè)二位八進(jìn)制數(shù)?？梢杂脭?shù)學(xué)式表示：(307)8=3×82+0×81+7×80(307)8=3×64+0×8+7×1=192+0+7=(199)10

第10頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.2數(shù)制與編碼第11頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.2數(shù)制與編碼12.2.2

數(shù)制轉(zhuǎn)換1.二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)只需要將二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)按各位權(quán)展開(kāi)，然后把各項(xiàng)數(shù)值按十進(jìn)制相加，就得到對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，如前面所述。2.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)方法2

一般采用除二取余法。方法是將十進(jìn)制正整數(shù)逐次用2去除，并依次記下余數(shù)，一直除到商為0為止，然后將全部余數(shù)從后向前排列，即為轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)。第12頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.2數(shù)制與編碼3.二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換因?yàn)?和16都是2的整次冪，所以二進(jìn)制正整數(shù)與八進(jìn)制和十六進(jìn)制正整數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換比較容易，而且有規(guī)律可循。

(1)二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)之間相互轉(zhuǎn)換因?yàn)?位二進(jìn)制數(shù)正好表示0～7這8個(gè)數(shù)字，所以一個(gè)二進(jìn)制正整數(shù)要轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)時(shí)，可以從最低位開(kāi)始，每3位分成一組，一組一組地轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)字。若最后不足3位時(shí)，應(yīng)在前面加0，補(bǔ)足3位再轉(zhuǎn)換。例如，二進(jìn)制數(shù)10110100011，轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)時(shí)(10110100011)2=(010，110，100，011)2=(2643)8

相反，如果由八進(jìn)制正整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí)，只要將每位八進(jìn)制數(shù)字寫(xiě)成對(duì)應(yīng)的3位二進(jìn)制數(shù)即可。例如，八進(jìn)制數(shù)(365)8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。(563)8=(101,110,011)2=(101110011)2第13頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.2數(shù)制與編碼

(2)二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換因?yàn)樗奈欢M(jìn)制數(shù)正好可以表示0～F這16個(gè)數(shù)字，所以轉(zhuǎn)換時(shí)可以從最低位開(kāi)始，每4位二進(jìn)制數(shù)字分為一組，對(duì)應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可。例如，二進(jìn)制數(shù)11110100101轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。(11110100101)2=(0111，1010，0101)2=(7A5)16

反之，十六進(jìn)制數(shù)6ED轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí)，只要把每位十六進(jìn)制數(shù)字寫(xiě)成對(duì)應(yīng)的4位二進(jìn)制數(shù)即可。(6ED)16=(0110，1110，1101)2=(11011101101)212.2.3

編碼數(shù)字系統(tǒng)中的信息可以分為兩類，一類是數(shù)值信息；另一類示是文字符號(hào)信息。數(shù)值的已如前述。為了表示文字符號(hào)信息，往往也采用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示，這個(gè)特定的二進(jìn)制碼稱為代碼。建立這種代碼與文字符號(hào)或特定對(duì)象之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系稱為編碼。這就像運(yùn)動(dòng)會(huì)上給所有運(yùn)動(dòng)員編上不同的號(hào)碼一樣。用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)分別表示十進(jìn)制數(shù)中的0～9這10個(gè)數(shù)碼，此方法稱稱二-十進(jìn)制代碼，或BCD碼(binarycodeddecimal)。第14頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)是分析和設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)邏輯電路的數(shù)學(xué)工具。可用1和0分別表示事情的是和非、有和無(wú)或者電平的高和低，電燈的亮和暗等。這種僅有兩種對(duì)立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系稱為二值邏輯。這里的1和0沒(méi)有任何數(shù)量概念，僅為被定義的兩種不同的邏輯狀態(tài)，與數(shù)制中的二進(jìn)制數(shù)的0和1是不同的，應(yīng)區(qū)分開(kāi)來(lái)。12.3.1

邏輯代數(shù)的運(yùn)算

邏輯代數(shù)中用字母A，B，C，D，…，來(lái)表示變量，這種變量稱邏輯變量。在二值邏輯中，每個(gè)邏輯變量的取值只有0和1兩種可能。它們可以按照某種指定的邏輯關(guān)系(因果關(guān)系)進(jìn)行所謂的邏輯運(yùn)算。1.基本邏輯運(yùn)算

（1）邏輯與圖12.3所示為3種指示燈的控制電路，可用來(lái)作為說(shuō)明與、或、非定義的電路?？梢园验_(kāi)關(guān)閉合作為條件(導(dǎo)致事物結(jié)果的原因)，把燈亮作為結(jié)果。第15頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3邏輯代數(shù)

（2）邏輯或圖12.3(b)所示電路代表的因果關(guān)系為：在決定事物結(jié)果的條件中，只要有任何一個(gè)滿足，結(jié)果就會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系叫做邏輯或，也叫做邏輯相加。

（3）邏輯非圖12.3(c)所示電路表明：開(kāi)關(guān)A打開(kāi)，燈Y亮；開(kāi)關(guān)A閉合，燈Y滅，與正常開(kāi)燈、關(guān)燈的控制相反。這種因果關(guān)系叫做邏輯非。圖12.3說(shuō)明與、或、非定義的電路第16頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3邏輯代數(shù)2.幾種常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算

在數(shù)字電路中，常直接使用一些含兩種以上的復(fù)合邏輯運(yùn)算。能實(shí)現(xiàn)復(fù)合邏輯運(yùn)算的邏輯函數(shù)稱為復(fù)合邏輯函數(shù)。（1）與非邏輯

（2）或非邏輯（3）異或邏輯

（4）異或非邏輯表12.5

與非邏輯真值表

ABY001011101110

表12.6

或非邏輯真值表

ABY001010100110表12.7

異或邏輯真值表

ABY000011101110

表12.8

異或非邏輯真值表

ABY001010100111第17頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3邏輯代數(shù)3.邏輯代數(shù)的基本定律

邏輯代數(shù)可以進(jìn)行運(yùn)算，邏輯代數(shù)也可以運(yùn)用基本定律來(lái)運(yùn)算。表12.9列出了邏輯代數(shù)基本定律。第18頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3邏輯代數(shù)4.常用公式

利用邏輯代數(shù)基本定律和3個(gè)規(guī)則基本，可以得到更多的公式，下面介紹一些常用公式。第19頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3邏輯代數(shù)12.3.2

邏輯函數(shù)的表示方法1.邏輯函數(shù)

對(duì)于邏輯表達(dá)式如：F=AB+AC，A、B、C為輸入變量，F(xiàn)為輸出變量。那么，F(xiàn)是邏輯變量A、B、C的邏輯函數(shù)，有F=f(A,B,C)2.邏輯函數(shù)的表示方法任意一個(gè)邏輯函數(shù)，都可用邏輯表達(dá)式、真值表、邏輯圖、波形圖等方法進(jìn)行描述。

(1)邏輯表達(dá)式

(2)邏輯真值表(3)邏輯圖第20頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.3邏輯代數(shù)12.3.3

邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1.最簡(jiǎn)的概念化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的意義：邏輯函數(shù)表達(dá)式越簡(jiǎn)單，所對(duì)應(yīng)的邏輯圖和實(shí)際電路就越簡(jiǎn)單，就更加經(jīng)濟(jì)、可靠。（1）最簡(jiǎn)的與或表達(dá)式最簡(jiǎn)的與或表達(dá)式表現(xiàn)為：表達(dá)式中的與項(xiàng)最少，而且每個(gè)與項(xiàng)中的變量數(shù)最少。（2）最簡(jiǎn)的或與表達(dá)式最簡(jiǎn)的或與表達(dá)式表現(xiàn)為：表達(dá)式中的或項(xiàng)最少，而且每個(gè)或項(xiàng)中的變量數(shù)最少。2.邏輯函數(shù)表達(dá)式的化簡(jiǎn)（1）并項(xiàng)法（2）吸收法（3）消去因子法（4）消項(xiàng)法第21頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.4基本邏輯門(mén)電路12.4.1

二極管門(mén)電路1.二極管與門(mén)電路在集成技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛運(yùn)用的今天，不管功能多么強(qiáng)、結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜的集成門(mén)電路，都是以分立元器件為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)改造演變過(guò)來(lái)的，了解分立元器件門(mén)電路的工作原理，有助于學(xué)習(xí)和掌握集成門(mén)電路。分立元器件門(mén)電路包括二極管門(mén)電路和晶體管電路兩類。二極管與門(mén)電路如圖12.6(a)所示。由圖可知，在輸入A，B中只要有一個(gè)（或一個(gè)以上）為低電平，則與輸入端相連的二極管必然因獲得正偏電壓而導(dǎo)通，使輸出F為低電平。只有所有輸入（A，B，…）同時(shí)為高電平，輸出F才是高電平?？梢?jiàn)，輸入對(duì)輸出呈現(xiàn)與的邏輯關(guān)系，即F=A·B，其邏輯符號(hào)如圖12.6(b)所示。圖12.6二極管與門(mén)電路第22頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.4基本邏輯門(mén)電路2.二極管或門(mén)電路二極管或門(mén)電路如圖12.7(a)所示，只要輸入A，B中有一個(gè)為高電平，相應(yīng)的二極管就會(huì)導(dǎo)通，輸出F就是高電平；只有輸入A，B同時(shí)為低電平，F(xiàn)才是低電平。顯然F和A，B間呈現(xiàn)或邏輯關(guān)系，邏輯式為F=A+B。圖形符號(hào)如圖12.7(b)所示。圖12.7二極管或門(mén)電路第23頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.4基本邏輯門(mén)電路12.4.2

晶體管門(mén)電路1.晶體管非門(mén)電路對(duì)如圖12.8(a)所示的晶體管開(kāi)關(guān)電路分析可知，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，輸出為低電平時(shí)；當(dāng)輸入為低電平時(shí)，輸出為高電平，所以輸出與輸入之間呈現(xiàn)非邏輯關(guān)系，是一個(gè)非門(mén)，也稱為反相器。在實(shí)際電路中，只要電阻R1、R2和負(fù)電源電壓VSS參數(shù)配合適當(dāng)，則當(dāng)輸入為低電平信號(hào)時(shí)，晶體管將可靠截止，使輸出為高電平。邏輯表達(dá)式為F=A，實(shí)現(xiàn)非運(yùn)算。非門(mén)的邏輯符號(hào)如圖12.8(b)所示。圖12.8晶體管非門(mén)電路第24頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.4基本邏輯門(mén)電路2.與非門(mén)電路將二極管與門(mén)和反相器連接起來(lái)，就可以構(gòu)成如圖12.9(a)所示的與非門(mén)。從前面對(duì)與門(mén)和非門(mén)的分析，不難得出。其邏輯式為F=AB，邏輯符號(hào)如圖12.9(b)所示。圖12.9與非門(mén)電路第25頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.4基本邏輯門(mén)電路3.或非門(mén)電路將二極管或門(mén)和反相器連接起來(lái)，就構(gòu)成了如圖12.10(a)所示的或非門(mén)。其邏輯式為F=A+B，邏輯符號(hào)如圖12.10(b)所示。圖12.10或非門(mén)電路第26頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5集成門(mén)電路

TTL(transistortransistorlogic，晶體管-晶體管-邏輯,)集成門(mén)電路和CMOS，即N溝道MOS與P溝道MOS構(gòu)成互補(bǔ)（complementary)集成門(mén)電路是雙極型和單極型集成門(mén)電路的代表。12.5.1

TTL集成門(mén)電路1.TTL集成電路主要系列簡(jiǎn)介

按照國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)劃分，依工作溫度不同，TTL集成電路分為T(mén)TL54、系列(-55～125℃)和TTL74系列(-70～0℃)。每一系列按工作速度、功耗的不同，又分為標(biāo)準(zhǔn)系列、H系列、S系列、LS系列和ALS等系列。國(guó)產(chǎn)TTL電路共有5個(gè)系列，其中，有4個(gè)系列是作為主要的產(chǎn)品系列，即T1000、T2000、T3000、T4000系列。T1000系列相當(dāng)于國(guó)際SN54／74通用系列(即標(biāo)準(zhǔn)系列)；T2000系列相當(dāng)于國(guó)際SN54H／74H高速系列；T3000系列相當(dāng)于國(guó)際SN54S／74S肖特基系列；T4000系列相當(dāng)于國(guó)際SN54LS／74LS低功耗肖特基系列。這4個(gè)主要系列的重要差別反映在平均傳輸延遲時(shí)間和平均功耗這兩個(gè)參數(shù)上，其他電參數(shù)和引線管腳基本相同。第27頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5集成門(mén)電路

（1）74-系列（簡(jiǎn)稱N-TTL）

（2）74LS-系列(簡(jiǎn)稱LS，LS-TTL等)

（3）74S-系列(簡(jiǎn)稱S，S-TTL等)（4）74ALS-系列(簡(jiǎn)稱ALS，ALS-TTL等)

（5）74AS-系列(簡(jiǎn)稱AS，AS-TTL等)

（6）74F-系別(簡(jiǎn)稱F，F(xiàn)-TTL或FAST等)2.TTL與非門(mén)

在TTL集成電路中，與非門(mén)是個(gè)基礎(chǔ)，其他門(mén)電路與其大同小異。雖然其他集成門(mén)電路的種類很多，但都是由與非門(mén)稍加改動(dòng)得到的，或者由與非門(mén)的若干部分組合面成，而有的就是與非門(mén)的一部分。因此，下面重點(diǎn)介紹與非門(mén)。（1）TTL與非門(mén)以74LS00（7400）為例，74LS00的引線管腳與邏輯符號(hào)如圖12.11所示。第28頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5集成門(mén)電路圖12.1174LS00與非門(mén)第29頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5集成門(mén)電路

（2）TTL與非門(mén)的電壓傳輸特性門(mén)電路的基本特性是輸入-輸出特性，用電壓傳輸特性來(lái)表示。圖12.12為T(mén)TL與非門(mén)（和非門(mén)）的電壓傳輸特性曲線圖。圖12.12TTL與非門(mén)的電壓傳輸特性曲線第30頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5集成門(mén)電路

（3）輸出延遲由于電荷積累以及分布電容的存在，與非門(mén)在信號(hào)傳輸過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的時(shí)間延遲，如圖12.13所示。圖12.13延遲時(shí)間第31頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5集成門(mén)電路3.其他功能的TTL門(mén)電路

常用其他功能的門(mén)電路主要有：非門(mén)（反相器）、與門(mén)、或非門(mén)、或門(mén)、異或門(mén)、同或門(mén)、與或非門(mén)。與或門(mén)的邏輯符號(hào)如圖12.14所示。圖12.14與或非門(mén)第32頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12.5集成門(mén)電路12.5.2

CMOS集成門(mén)電路1.CMOS集成電路主要