第2章 组合逻辑电路.ppt

第2章 组合逻辑电路 2.1 集成门电路 2.2 组合逻辑电路的分析和设计 2.3 组合逻辑电路中的竞争-冒险 2.1 集成门电路 2.1.1 TTL门电路 TTL门电路由双极型三极管构成,它的特点是速度快、抗静电能力强、集成度低、功耗大,目前广泛应用于中、小规模集成电路中。TTL门电路有74（商用）和54（军用）两大系列,每个系列中又有若干子系列,例如，74系列包含如下基本子系列： 74:标准TTL(Standard TTL)。 74H:高速TTL(Highspeed TTL)。 74S:肖特基TTL(Schottky TTL)。 74AS:先进肖特基TTL(Advanced Schottky TTL)。 74LS:低功耗肖特基TTL(Lowpower Schottky TTL)。 74ALS:先进低功耗肖特基TTL(Advanced Lowpower Schottky TTL)。 54系列和74系列具有相同的子系列,两个系列的参数基本相同,主要在电源电压范围和工作环境温度范围上有所不同,54系列适应的范围更大些,如表2―1所示。不同子系列在速度、功耗等参数上有所不同。TTL门电路采用5V电源供电。 2.1.2 CMOS门电路 CMOS门电路由场效应管构成,它的特点是集成度高、功耗低、速度慢、抗静电能力差。虽然TTL门电路由于速度快和更多类型选择而流行多年,但CMOS门电路具有功耗低、集成度高的优点,而且其速度已经获得了很大的提高,目前已可与TTL门电路相媲美。因此，CMOS门电路获得了广泛的应用,特别是在大规模集成电路和微处理器中目前已经占据支配地位。 从供电电源区分,CMOS门电路有5VCMOS门电路和3.3VCMOS门电路两种。3.3VCMOS门电路是最近发展起来的,它的功耗比5VCMOS门电路低得多。同TTL门电路一样,CMOS门电路也有74和54两大系列。 74系列5VCMOS门电路的基本子系列如下： 74HC和74HCT:高速CMOS(Highspeed CMOS),T表示和TTL直接兼容。 74AC和74ACT:先进CMOS(Advanced CMOS)。 74AHC和74AHCT:先进高速CMOS(Advanced Highspeed CMOS)。 74系列3.3VCMOS门电路的基本子系列如下： 74LVC:低压CMOS(Lowvoltage CMOS)。 74ALVC:先进低压CMOS(Advanced Lowvoltage CMOS)。 2.1.3 数字集成电路的品种类型 每个系列的数字集成电路都有很多不同的品种类型,用不同的代码表示,例如: 具有相同品种类型代码的逻辑电路,不管属于哪个系列,它们的逻辑功能相同,引脚也兼容。 例如,7400,74LS00,74ALS00,74HC00,74AHC00都是引脚兼容的4路2输入与非门封装,引脚排列和逻辑图如图2―1所示。 2.1.4 数字集成电路的性能参数和使用 1.数字集成电路的性能参数 数字集成电路的性能参数主要包括：直流电源电压、输入/输出逻辑电平、扇出系数、传输延时、功耗等。 1)直流电源电压UCC 一般TTL电路的直流电源电压为5V,最低4.5V,最高5.5V。CMOS电路的直流电源电压有5V和3.3V两种。CMOS电路的一个优点是电源电压的变化范围比TTL电路大,如5VCMOS电路当其电源电压在2～6V范围内时能正常工作,3.3VCMOS电路当其电源电压在2～3.6V范围内时能正常工作。 2) 输入/输出逻辑电平 数字集成电路有如下四个不同的输入/输出逻辑电平参数: 低电平输入电压UIL:能被输入端确认为低电平的电压范围。 高电平输入电压UIH:能被输入端确认为高电平的电压范围。 低电平输出电压UOL:正常工作时低电平输出的电压范围。 高电平输出电压UOH:正常工作时高电平输出的电压范围。 图2―2和图2―3分别给出了TTL电路和CMOS电路的输入/输出逻辑电平。当输入电平在UIL(max)和UIH(min)之间时,逻辑电路可能把它当作0,也可能把它当作1，而当逻辑电路因所接负载过多等原因