电子技术基础(数字部分)2013第三章.ppt

3. 低电压CMOS电路及接口 当C =5V, －5V≤VI≤＋5V，DS均导通，模拟开关闭合 TN和 TP的G极作控制端, 由互补信号C和 控制 TN和TP结构对称，S极和D极可互换 G G TP：UGS－2V, 导通 TN：UGS 2V, 导通 5V -5V 若－5V≤VI≤3V： 管TN： UGS=5-Vi2V , TN的DS导通 若－3V≤VI≤5V： 管TP： UGS=－5－Vi－2V , TP的DS导通 3.1.7 CMOS传输门(双向模拟开关) 当C =－5V, －5V≤VI≤＋5V，DS均截止，模拟开关断开 TN和 TP的G极作控制端, 由互补信号C和 控制 TN和TP结构对称，S极和D极可互换 G G TP：UGS－2V, 导通 TN：UGS 2V, 导通 若－5V≤VI≤5V： 管TN： UGS= － 5 － Vi 2V , TN的DS截止 若－5V≤VI≤5V： 管TP： UGS=5－Vi －2V , TP的DS截止 -5V 5V 3.1.7 CMOS传输门(双向模拟开关) 传输门组成的数据选择器 C=0 TG1导通, TG2断开 L=X TG2导通, TG1断开 L=Y C=1 传输门的应用 1 2 CMOS逻辑集成器件发展使它的技术参数从总体上来说已经达到或者超过TTL器件的水平。CMOS器件的功耗低、扇出数大、噪声容限大、静态功耗小、动态功耗随频率的增加而增加。 0.00087~22 0.0003~7.5 2.9 BiCMOS 13 1? 1MHz 13 74HCT 15 1.5? 1MHz 10 74HC 105 1?1MHz 75 4000B 延时功耗积 /pJ 功耗/mW 传输延迟时间tpd/ns(CL=15pF) 参数 系列 3.1.8 CMOS逻辑门电路的技术参数 CMOS门电路各系列的性能比较 3.2 TTL逻辑门 3.2.1 BJT的开关特性 3.2.2 基本BJT反相器的动态特性 3.2.3 TTL反相器的基本电路 3.2.4 TTL逻辑门电路 3.2.5 集电极开路门和三态门电路 3.2.6 BiCMOS门电路 3.2 TTL逻辑门（难点，了解） 3.2.1 BJT的开关特性 iB?0，iC?0，vO＝VCE≈VCC，c、e极之间近似于开路。 vI=0V时: iB?0，iC?0，vO＝VCE≈0.2V，c、e极之间近似于短路。 vI=5V时: iC＝ICS≈ 很小，约为数百欧，相当于开关闭合 可变 很大，约为数百千欧，相当于开关断开 c、e间等效内阻 VCES ≈ 0.2~0.3 V VCE＝VCC－iCRc VCEO ≈ VCC 管压降 且不随iB增加而增加 ic ≈ ?iB iC ≈ 0 集电极电流 发射结和集电结均为正偏 发射结正偏，集电结反偏 发射结和集电结均为反偏 偏置情况 工作特点 iB iB≈0 条件 饱 和 放 大 截 止 工作状态 BJT的开关条件 0 iB 2. BJT的开关时间 从截止到导通 开通时间ton(=td+tr) 从导通到截止 关闭时间toff(= ts+tf) BJT饱和与截止两种状态的相 互转换需要一定的时间才能完成。 CL的充、放电过程均需经历一定 的时间，必然会增加输出电压?O波 形的上升时间和下降时间，导致基 本的BJT反相器的开关速度不高。 3.2.2基本BJT反相器的动态性能 若带电容负载 故需设计有较快开关速度的实用型TTL门电路。 输出级 T3、D、T4和Rc4构成推拉式的输出级。用于提高开关速度和带负载能力。 中间级T2和电阻Rc2、Re2组成，从T2的集电结和发射极同时输出两个相位相反的信号，作为T3和T4输出级的驱动信号； R b1 4k W R c 2 1.6k W R c 4 130 W T 4 D T 2 T 1 + – v I T 3 + – v O 负载 R e2 1K W V CC (5V) 输入级 中间级 输出级 3.2.3 TTL反相器的基本电路 1. 电路组成 输入级T1和电阻Rb1组成。用于提高电路的开关速度 （1）当输入为高电平 （?I = 3.6V） 4k 1.6k 130 T 4 D T2 T 1 + – v I T3 + – v O 负载 Re2 1K VCC (5V) Rc4 Rc2 Rb1 1(3.6V) 4.3V 2.1V (钳位) T1发射结集电结倒置