数电课件 逻辑门电路.ppt

第二章 逻辑门电路 2.1 基本逻辑门电路 2．或门电路 二、三极管非门电路 三、DTL与非门电路 2.2 TTL逻辑门电路 一、TTL与非门的基本结构 二、TTL与非门的开关速度 三、TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力 3．抗干扰能力 四、TTL与非门的带负载能力 （1）灌电流负载——当驱动门输出低电平时，电流从负载门灌入驱动门。 NOL称为输出低电平时的扇出系数。 最高带10个门 五、TTL与非门举例——7400 六、 TTL门电路的其他类型 当EN=0时，D1截止，相当于一个正常的二输入端与非门，称为正常工作状态。 当EN=1时，D1导通，T4D、T3都截止。这时从输出端L看进去，呈现高阻，称为高阻态，或禁止态。 MOS管的工作原理(模拟书) 一.N沟道增强型MOS管 ②漏源电压uDS对漏极电流id的控制作用 当uGS＞UT，且固定为某一值时，来分析漏源电 压VDS对漏极电流ID的影响。（设UT=2V， uGS=4V） 2.N沟道耗尽型MOSFET 3、P沟道耗尽型MOSFET 4. MOS管的主要参数 2.3 MOS逻辑门电路 NMOS优点:结构简单，逻辑功能比较容易分析。 缺点： （1）高电平是VDD-开启电压，不够理想 （2）低电平是相当于两个电阻分压，不足够低 4 ．CMOS传输门 2.4 集成逻辑门电路的应用 也可在CMOS门的输出端与TTL门的输入端之间加一CMOS驱动器，如图所示。 （b）用TTL门电路驱动5V低电流继电器，其中二极管D作保护，用以防止过电压。 （2）对于或非门及或门，多余输入端应接低电平（a）；也可以与有用的输入端并联使用（b）。 本章小结 四、 CMOS逻辑门电路的系列及主要参数 1．CMOS逻辑门电路的系列 （1）基本的CMOS——4000系列。 （2）高速的CMOS——HC系列。 （3）与TTL兼容的高速CMOS——HCT系列。 CMOS逻辑门电路的主要特点： 1、电源电压允许范围大，CC4000系列为3~18V；C000系列为5~15V。因此它们输出高低电平摆幅大，抗干扰能力强，其噪声容限可达30%VDD，而TTL门的噪声容限只有0.4V。 2、因CMOS电路有极高的输入阻抗，故其扇出系数很大，可达50。 3、CMOS门工作时总是一管导通另一管截止，因而其功耗极小。当VDD=5V时，CMOS电路的静态功耗分别是：门电路类为2.5~5uW；缓冲器和触发器类为5~20uW。 4、 MOS管是多数载流子受控导电器件，所以温度稳定性好，抗辐射能力强。特别适用于航天，卫星和核试验条件下工作的装置。 CMOS 器件型号组成符号意义 CC 40 25 M 温度范围： -55℃~+125℃ 器件品种：3输入与非门 器件系列 中国制造CMOS器件 示例： (1) (2) (3) (4) 第 1 部分 第 2 部分 第 3 部分 第 4 部分 器件前缀 器件系列 器件品种 工作温度范围 符号 意义 符号 意义 符号 意义 符号 意义 CC 中国制造的 CMOS 类型 C 0 ℃ ~70 ℃ CD 美国无线电公司产品 E -40 ℃ ~85 ℃ TC 日本东芝公司产品 R -55 ℃ ~85 ℃ CE 中国制造的 ECL 类型 40 45 145 系列 符号 阿 拉 伯 数 字 器 件 功 能 M -55 ℃ ~125 ℃ 集成电路集成度的区分： 1.小规模集成电路SSI （Small Scale Integration），10门以下/片。 2.中规模集成电路MSI （Medium Scale Integration），100门以下/片。 3.大规模集成电路LSI （Large Scale Integration），1000门以上/片。 4.超大规模集成电路VLSI（Ｖery Large Scale Integration），10000门以上/片) 一、TTL与CMOS器件之间的接口问题 两种不同类型的集成电路相互连接，驱动门必须要为负载门提供符合要求的高低电平和足够的输入电流，即要满足下列条件： 驱动门的VOH（min）≥负载门的VIH（min） 驱动门的VOL（max）≤负载门的VIL（max） 驱动门的IOH（max）≥负载门的IIH（总） 驱动门的IOL（max）≥负载门的IIL（总） 1．TTL门驱动CMOS门 （2）如果TTL和CMOS器件采用的电源电压不同，则应使用OC门，同时使用上拉电阻RP 。 +VCC +VDD TTL CMOS (5V) (3—15V) L RP +VCC (5V) A B 主要