数字逻辑CH3-01.ppt

CMOS模拟开关 　 CMOS模拟开关：实现单刀双掷开关的功能。 　 C = 0时，TG1导通、TG2截止，uO = uI1； C = 1时，TG1截止、TG2导通，uO = uI2。 4. CMOS三态门 1 1 A EN T P2 T P1 T N1 T N2 A EN Y +V DD (a) 电路 (b) 符号 ①EN=1时，TP2、TN2均截止，Y与地和电源都断开了，输出端呈现为高阻态。 ②EN=0时，TP2、TN2均导通，TP1、TN1构成反相器。 可见电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态，是一种三态门。 讨论题：CMOS门电路多余引脚的处理。 将2输入的CMOS逻辑门转换成CMOS反相器，其中的一个引脚多余，请分析以下4种处理方法的合理性。 Z ＆ X Z 1KΩ VDD ＆ X 1KΩ Z X ≥1 悬空 Z X ≥1 (a) (b) (c) (d ) 结论：CMOS门电路多余引脚不能悬空；输入引脚接一电阻到地相当于输入低电平。 输入端悬空极易产生感应较高的静电电压，造成器件的永久损坏。 三极管的开关特性 ＋ － Rb Rc +VCC b c e ＋ － 截止状态 饱和状态 iB≥IBS ui=UIL0.5V uo=+VCC ui=UIH uo=0.3V ＋ － Rb Rc +VCC b c e ＋ － ＋ ＋ － － 0.7V 0.3V Q 2 u i i B e R b b i C ( mA) 直流负载线 V CC R c 0 + V CC i C u o 工作原理电路 输出特性曲线 80 μ A 60 μ A 40 μ A 20 μ A i B =0 0 U CES V CC u CE (V) 0 0.5 u BE ( V ) 输入特性曲线 i B ( μ A ) Q 1 Q R c c 饱和区 截止区 放 大 区 ②ui=0.3V时，因为uBE0.5V，iB=0，三极管工作在截止状态，ic=0。因为ic=0，所以输出电压： ①ui=1V时，三极管导通，基极电流： 因为0iBIBS，三极管工作在放大状态。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，输出电压： 三极管临界饱和时的基极电流： uo=VCC=5V ③ui＝3V时，三极管导通，基极电流： 而 因为iBIBS，三极管工作在饱和状态。输出电压： uo＝UCES＝0.3V TTL反相器 　　TTL集成逻辑门电路的输入和输出结构均采用半导体三极管，所以称晶体管—晶体管逻辑门电路，简称TTL电路。 　　TTL电路的基本环节是反相器。 　　简单了解TTL反相器的电路及工作原理，重点掌握其特性曲线和主要参数（应用所需知识）。 一、TTL反相器的工作原理 1. 电路组成 输 出 级 输 入 级 中 间 级 L +VCC D2 A T1 T5 T2 R1 R4 R2 T4 R3 D1 （1）当输入低电平时， vA=0.3V，T1发射结导通，vB1=0.3V+0.7V=1V ，T2和T5均截止，T4和D2导通 vO＝VCC –VBE4-VD≈5V-0.7V-0.7V=3.6V L +VCC D2 A T1 T5 R1 R4 T4 T2 R2 R3 D1 1V 3.6V 0.3V 2. 工作原理 （2）当输入高电平时， vA=3.6V，T1处于倒置工作状态，集电结正偏，发射结反偏， vB1=0.7V×3=2.1V，T2和T5饱和，输出为低电平vO=0.3V。 L +VCC D2 T1 T5 R1 R4 T4 T2 R2 R3 D1 2.1V 0.3V 3.6V A * 第三章 门电路 教学 目的 理解：CMOS门电路和TTL门电路结构与工作原理。 掌握：CMOS门电路和 TTL门电路外特性，正确使用CMOS门电路和TTL门电路。 重点与 难点 重点：晶体管的开关特性；基本逻辑门电路；TTL门电路和MOS门电路。 难点:TTL门电路和CMOS门电路。 教学 内容 1.半导体二极管门电路 2. CMOS门电路 3. TTL门电路 复习：半导体基础知识 本征半导体：纯净的具有晶体结构的半导体。 本征激发(热激发）：在受温度、光照等环境因素的影响，半导体共价键中的价电子获得足够的能量而挣脱共价键的束缚，成为自由电子的现象。 两种载流子 多子：自由电子 少子：空穴 杂质半导体：在本征半导体中掺入微量的杂质形成的半导体。 N型半导体：