数字电子技术第三章.pptVIP

补：半导体基础知识 半导体基础知识（1） 半导体基础知识（2） 杂质半导体 N型半导体 多子：自由电子 少子：空穴 半导体基础知识（2） 杂质半导体 P型半导体 多子：空穴 少子：自由电子 半导体基础知识（3） PN结的形成 空间电荷区（耗尽层） 扩散和漂移 半导体基础知识（4） PN结的单向导电性 外加正向电压 半导体基础知识（4） PN结的单向导电性 外加反向电压 半导体基础知识（5） PN结的伏安特性 第三章 逻辑门 3.1 MOS管的开关特性 3. N沟道耗尽型和P沟道耗尽型区别：耗尽型MOS管在VGS=0时就已经有导电沟道存在 3.2 CMOS门电路 3.2.1 CMOS反相器和传输门 1. CMOS反相器 (1) 电路结构 (2) 开关等效电路 设定：VDD=+5V，VIH=5V，VIL=0V，且VDD|VTN|+|VTP| 当VIL=0时，T1的VGS=0，T1截止；T2的VGS= -VDD，T2导通；故VOH=VDD 。 当VIH=VDD时，T2的VGS=0，T2截止；T1的VGS=VDD，T1导通；故VOL=0 。 (3) 电压、电流传输特性 2. CMOS传输门 开关状态由加在P和N的控制信号决定。 当P=0V，N=VDD时，两个MOS管均导通，A-B接通。 当P=VDD，N=0V时，两个MOS管均截止，A-B断开。 3.2.2 CMOS与非门、或非门和异或门 由反相器、传输门、与非门、或非门可以组成其他逻辑功能的门电路或逻辑电路。与非门+反相器 或非门+反相器 反相器+反相器 通常在集成电路芯片的每个输入和输出端内部都接有标准参数的反相器。 三态门的用途：总线连接 2. 漏极开路输出的门电路 RP的计算方法 将n个OD门接成“线与”结构，并考虑存在负载电流IL的情况下，电路如图所示 漏极开路输出的CMOS门电路的用途：接成总线结构 3.2.4 CMOS电路的静电防护和锁定效应 1. 静电防护 为了防止静电击穿，在CMOS集成电路的每个输入端都设 置了输入保护电路。 2. 锁定效应 当CMOS电路的输入端或输出端出现瞬时高压时，有可 能使电路进入这样一种状态，即电源至电路公共端之间 有很大的电流流过，输入端也失去了控制作用。 通过改进制造工艺，已经可以做到一般情况下不会发生，但还不能绝对避免。 3.2.5 CMOS电路的电气特性和参数 1. 直流电气特性和参数 也称静态特性，指电路处于稳定工作状态下的电压、电流 特性，通常用一系列电气参数来描述。 2. 开关电气特性和参数 也称动态特性，是指电路在状态转换过程中的电压、电流特性。 (1) 传输延迟时间tpd 在CL＝50pF的条件下，74HC04的传输延迟时间tpd约为9ns。 3.3 双极型半导体二极管和三极管的开关特性3.3.1 双极型二极管的开关特性和二极管门电路 2. 二极管的开关等效电路： 二极管与门 二极管或门 二极管构成的门电路的缺点 电平有偏移 带负载能力差 只用于IC内部电路 1. 双极型三极管的结构示意图和符号 npn型三极管 pnp型三极管 2. npn型三极管开关电路 工作状态分析： 3. 三极管的开关等效电路 3.4 TTL门电路 3.4.1 TTL反相器 1. 电路结构和工作原理 设定： (1) (2) 需要说明的几个问题： 工作状态分析 工作状态分析 电压传输特性 2. 输入特性 以反相器SN7404为例 3.4.2 TTL与非门、或非门、与或非门和异或门 1. 与非门 2. 或非门 4. 异或门 3.4.3 三态输出和集电极开路输出的TTL门电路1. 三态输出的门电路 2. 集电极开路输出的门电路（open collector） 1. 直流电气特性和参数 (1) 输入高电平VIH和输入低电平VIL 在74系列中，电源电压+5V， VIH(min)为2V， VIH(max)为0.8V。 (2) 输出高电平VOH和输出低电平VOL 在74系列中， VOH(min)为2.4V（当负载电流为－0.4mA）， VOL(max)为0.4V（当负载电流为16mA ）。 (6) 输出高电平时的电源电流ICCH和输出低