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文檔簡(jiǎn)介
數(shù)字電路第三章邏輯門(mén)電路1第1頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月門(mén)電路分立元件門(mén)電路(如書(shū)上的基本邏輯門(mén)電路)集成門(mén)電路雙極型集成門(mén)電路(DTL、TTL)單極型集成門(mén)電路(MOS)集成邏輯門(mén)中廣泛使用的開(kāi)關(guān)器件是:晶體管場(chǎng)效應(yīng)管
研究它們的開(kāi)關(guān)特性門(mén)電路是用以實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路。與門(mén)、或門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)等。§3.1集成邏輯門(mén)的分類2第2頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月TTL與非門(mén)的電路組成(Transistor-Transistor-Logic)與分離元件電路相比,集成電路具有體積小、可靠性高、速度快的特點(diǎn),而且輸入、輸出電平匹配,所以早已廣泛采用?!?.2TTL集成門(mén)電路3第3頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月TTL與非門(mén)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.6V0V3.6V0.3V輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)4第4頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3.6V0.3VVcc二、工作原理1、任一輸入為低電平(0.3V)時(shí)輸出為高電平:Vo=VOH≈VCC-VBE3-VBE4
=5-0.7-0.7=3.6V。1V約5VV0=3.6V截止截止導(dǎo)通輸入有低電平(“0”)輸出為高電平(“1”)RLiL拉電流5第5頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3.6VVccC22、輸入全為高電平(3.6V)時(shí)T2、T5飽和,T1的基極電位被鉗在VB1=VBC1+VBE2+VBE5=0.7V+0.7V+0.7V=2.1VT2的VC2=VCES2+VBE5=0.3V+0.7V=1V,使T3和T4不能導(dǎo)通。輸出為低電平:VO=VCE5≈0.3V,
2.1V≈1V飽和飽和截止0.3V輸入全為高電平(“1”),輸出為低電平(“0”)”6第6頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月1、電壓傳輸特性(輸出電壓隨輸入電壓的變化趨勢(shì))三、TTL與非門(mén)的特性和技術(shù)參數(shù)測(cè)試電路&+5VViV0Rw7第7頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月V0(V)Vi(V)123VOH(3.6V)VOL(0.3V)實(shí)際傳輸特性曲線V0(V)Vi(V)123VOH“1”VOL閾值VT=1.4V理想的傳輸特性輸出高電平輸出低電平“0”8第8頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)、輸出高電平VOH、輸出低電平VOL
VOH2.4VVOL
0.4V便認(rèn)為合格。
典型值VH=3.6VVL
=0.3V。
(2)、閾值電壓VT
(理想情況下)Vi<VT時(shí),認(rèn)為Vi是低電平。Vi>VT時(shí),認(rèn)為Vi是高電平。VT=1.4V2、主要參數(shù)9第9頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月§3.2.2其它類型的TTL門(mén)電路
集成TTL門(mén)電路除了與非門(mén)外,還有“與”門(mén)、“或”門(mén)、“非”門(mén)、“或非”門(mén)、“與非”門(mén)、“與或非”門(mén)、“異或”門(mén)、“同或”門(mén)等不同功能的產(chǎn)品。本節(jié)主要介紹介紹兩種特殊門(mén)電路:集電極開(kāi)路門(mén)(OC門(mén))及三態(tài)門(mén)(TS)門(mén)。10第10頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月一.集電極開(kāi)路的門(mén)電路(OC門(mén))F&AB&CD&“線與”(1).“線與”的概念F&AB&CD11第11頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月將兩個(gè)門(mén)電路的輸出端連接在一起,當(dāng)一個(gè)門(mén)的輸出為高電平,而另一個(gè)門(mén)輸出為低電平時(shí),將會(huì)產(chǎn)生很大電流,有可能導(dǎo)致器件損壞,無(wú)法實(shí)現(xiàn)線與邏輯關(guān)系。為了解決這個(gè)問(wèn)題,
引入了一種特殊結(jié)構(gòu)的門(mén)電路——集電極開(kāi)路(OpenCollector)門(mén)電路,簡(jiǎn)稱OC門(mén)。
OC門(mén)可以實(shí)現(xiàn)“線與”。
12第12頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(2).OC門(mén)的電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC集電極懸空無(wú)T3,T4符號(hào)&ABCFT3T413第13頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABCRLVCC
OC門(mén)電路在工作時(shí)需外接上拉電阻RL和VCC電源。只要電阻的阻值和電源電壓的數(shù)值選擇得當(dāng),就可保證輸出的高、低電平符合要求,輸出三極管的負(fù)載電流又不至于過(guò)大。14第14頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月①實(shí)現(xiàn)“線與”(3).OC門(mén)的應(yīng)用15第15頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二.三態(tài)門(mén)+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDEE---控制端輸出有三種狀態(tài):
高電平、低電平、高阻態(tài)。16第16頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDE01截止17第17頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDE1導(dǎo)通截止截止高阻態(tài)00.3V1V18第18頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月功能表高電平起作用F符號(hào)&ABEN19第19頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月符號(hào)功能表圈低電平起作用&ABFEN20第20頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月一、N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)3.3CMOS邏輯門(mén)漏極D→集電極C源極S→發(fā)射極E柵極G→基極B襯底BSect21第21頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、CMOS電路NMOS管PMOS管CMOS電路1.電路組成VDDS2T2D2T1AFS1D1G1G222第22頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3.4.1TTL集成電路使用中應(yīng)注意的問(wèn)題1、電源電壓(UCC)應(yīng)滿足在標(biāo)準(zhǔn)值5V+10%的范圍內(nèi)。2、TTL電路的輸出端所接負(fù)載,不能超過(guò)規(guī)定的扇出系數(shù)。
(2)、或門(mén)和或非門(mén)
①
接地,
②.通過(guò)一個(gè)電阻接至電源地,或標(biāo)準(zhǔn)接低電平;③.與其他信號(hào)輸入端并接使用,3、TTL門(mén)多余輸入端的處理方法。
(1)、與門(mén)和與非門(mén)
①
懸空,相當(dāng)于邏輯高電平,但通常情況下不這樣處理,
以防止干擾的竄入;
②接電源,
③通過(guò)一個(gè)上拉電阻接至電源正端,或接標(biāo)準(zhǔn)高電平;
④
與其他信號(hào)輸入端并接使用,23第23頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月24第24頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月25第25頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3.4.2CMOS集成電路使用中應(yīng)注意的問(wèn)題
CMOS電路的輸入端是絕緣柵極,具有很高的輸入阻抗,很容易因靜電感應(yīng)而被擊穿。,因此在使用CMOS電路時(shí)應(yīng)遵守下列保護(hù)措施:
(1)
組裝調(diào)測(cè)時(shí),所用儀器、儀表、
電路箱板等都必須可靠接地;(2)
焊接時(shí),采用內(nèi)熱式電烙鐵,功率不宜過(guò)大,烙鐵必須要有外接地線,以屏蔽交流電場(chǎng),最好是斷電后再焊接;(3)
CMOS電路應(yīng)在防靜電材料中儲(chǔ)存或運(yùn)輸;26第26頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(4)
雖然CMOS電路對(duì)電源電壓的要求范圍比較寬,但也不能超出電源電壓的極限,更不能將極性接反,以免燒壞器件;
(5)CMOS電路不用的多余輸入端都不能懸空,應(yīng)以不影響邏輯功能為原則分別接電源、地或與其他使用的輸入端并聯(lián)。輸入端接電阻為低電平(柵極沒(méi)有電流)。
27第27頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月例:判斷如圖CMOS電路輸出為何狀態(tài)?&10KΩ&10Ω≥110ΩY0=1Y1=1Y2=不確定Y0Y1Y228第28頁(yè),課件共30頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月例7:判斷如圖CMOS電路輸出為何狀態(tài)?
Y1=1
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