第2章集成逻辑门_陈仲林教材_高职高专.pptVIP

第2章 集成逻辑门;第2章 集成逻辑门;2.1 TTL与非门; 集成电路是把若干个有源器件和无源器件及其导线，按照一定的功能要求制作在同一块半导体芯片上的产品;2.1 TTL与非门;输入级;2．工作原理;（2）输入端A、B、C全为高电平（3.6V）的情况。 当输入端全部接高电平（3.6V）时，VT1的基极电位UB最高也不超过2.1V，因为此时VT1集电结以及VT2、VT5发射结把VT1基极电位限制在2.1V，故VT1发射结反偏截止。而VT2、VT5基极有电流就饱和，所以VT5的输出端Y的电位UOL=0.3V，即输出低电平。;数字电路中规定电压值大于2.7V为高电平，即通常所认为的“1”；电压值小于0.5V为低电平，即通常所认为的“0”。据此可将上表中输入输出情况列出真值表如下所示。 与非门的逻辑真值表;根据真值表可以得到与非门电路的逻辑表达式为;2.1.2 TTL与非门的电压传输特性及主要参数 1．电压传输特性 电压传输特性是指输入从零逐渐增加到高电平时输出电压随输入电压变化的特性，通常用电压传输特性曲线来表示。TTL与非门的电压传输特性测试电路及测试曲线如下图。;曲线分为四段:： （1）AB段（截止段）。当输入电平时，VT5截止，VT4饱和，电路输出高电平。 （2）BC段（线性区）。当＜时，VT4和VT5有一管处于放大状态，输出电压随输入电压的增大而线性下降。 （3）CD段（转折区）。线性区结束后，继续上升，输出电压突然下降到0.3V，实现高低电平转换。 （4）DE段（饱和区）。这时输出电平不再变化，但是电路内部的变化仍在继续进行。 在逻辑电路中，TTL与非门通常工作于AB段（截止区）和DE段（饱和区）。 ;2．主要参数 （1）输入高电平VON。 （2）输出低电平VOL。 （3）阀值电压VTH。 （4）开门电平VON和关门电平VOFF。 （5）噪声容限VN。 （6）扇入系数NI。 （7）扇出系数NO。 （8）平均传输延迟时间tpd。;2.2 OC门和三态门 在TTL逻辑门电路的系列产品中，除了与非门外，还有非门、或非门、与或非门、异或非门等，此外还有两种特殊的门电路：OC门和三态门。 ;OC门的主要用途;（2）电平转移。 在需要更高电平输出的情况下，可按右图连接，当电路输入低电平时输出管截止，输出高电平10V，实现了电平的转移。;2.2.2 三态门（简称TSL门）;2.三态门的用途 ;2.3 CMOS集成逻辑门;可以把MOS管漏极和源极看作是利用uGS来控制的开关，当uGSUT时，开关闭合；当uGSUT时，开关断开。 ;2.3.3 CMOS传输门;（2）工作原理。 设VT1、VT2的开启电压 ， ， 。 1）C端加高电平10V， 端加低电平0V。 若 ，则 ，VT1管截止， ，VT2管导通， 。 若 ，则 ，VT1管导通， ，VT2管截止， 。 可见，当控制端C为高电平， 为低电平时，传输门接通，信号能传送。由于MOS管的源极和漏极可互换使用，所以可实现信号的双向传送， ;2、CMOS模拟开关 COMS传输门除了可以传输数字信号以外，还可以传输模拟信号 电路图及逻辑符号如下：;2.4 集成逻辑门的使用;2.4.1 集成逻辑门系列介绍;CMOS系列 ;基本3.3VCMOS系列及名称如下： （1）74LV××、74LVC××：低压CMOS（Low-Voltage CMOS）。 （2）74ALVC××：先进低压CMOS（Advanced Low-Voltage CMOS）。 除了以上74系列，目前还有在使用的早期低速CMOS器件即4000系列。 ;2.4.2 TTL逻辑门使用中注意的问题;与门处理方法;3．输出端 TTL集成电路的输出端不允许直接接地或直接??+5V电源，否则将导致器件损坏。 ;3．输入信号 CMOS集成电路在未接电源VDD以前，不允许输入信号，否则将导致输入端保护电路被损坏。;小 结 常用的集成逻辑门电路有TTL和CMOS两种，分别采用了不同的开关器件和电路形式，但是所构成的逻辑门电路的逻辑功能都是相同的。 TTL逻辑门电路的基础是TTL与非门，掌握TTL与非门的主要参数是正确使用门电路的基础。OC门和三态门是两种特殊的TTL逻辑门电路。 CMOS集成逻辑门电路使用的是MOS管，由于CMOS电路的最基本单元是反相器，采用了N沟道和P沟道管互补式电