吉林大学数字电路第二章.ppt

§2.1 概述 在工程中每一个逻辑符号都对应着一种电路，并通过集成工艺作成一种集成器件，称为集成逻辑门电路，逻辑符号仅是这些集成逻辑门电路的“黑匣子”。 什么是门电路？ 实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。 一、二极管的开关特性 二极管开关电路 二极管的动态开关特性 二、三极管的开关特性 §2.3 最简单的与、或、非门电路 一、二极管与门 存在问题：①电平偏移； ②高电平受负载影响 不直接使用。 二、二极管或门 存在问题：电平偏移 不直接使用。 三、三极管非门 简单门电路的缺点 (1) 在多个门串接使用时，会出现电平偏离标准数值的情况。 (2) 负载能力差 §2.4 TTL门电路 IC分类： SSI（小） MSI（中） LSI（大） VLSI（超大） ULSI（特大） GLSI（巨大） 一、TTL反相器的结构和工作原理 最基本的TTL门电路，其它TTL门电路以其为基础。 TTL：Transistor-Transistor Logic 常用：74系列 电路结构： 电压传输特性 vO=f(vI) 输入端噪声容限 在保证输出高、低电平不变的情况下，输入电平允许的波动范围。 二、TTL反相器的静态输入特性和输出特性 1. 输入特性 2. 输出特性 (1) 高电平输出特性 电流从驱动门的T4、D2拉出而流至负载门的输入端，“拉电流”由 此得名。 iL0。把输出高电平时允许拉出输出端的电流定义为输 出高电平电流IOH 。74系列输出高电平时，iL不能超过0.4mA。 (2) 低电平输出特性 电流从负载门的输入端灌入驱动门的T5管，“灌电流”由此得 名。灌电流的来源是负载门的输入低电平电流IIL。输出低电平时允许灌入输出端的电流定义为输出低电平电流IOL 。 74系列输出低电平时，iL不能超过16mA。 推拉式输出的局限： ①输出不能并联；（如右图） ②VCC一旦确定，高电平也固定，无法满足对电平的多种需要。 采用OC门可解决上述问题。 74S系列 ①输出级采用达林顿结构 ②采用了抗饱和三极管 ③有源泄放电路 在使用集成门电路时，如果输入信号数小于门的输入端数，就有多余输入端。一般不让多余的输入端悬空，以防止干扰信号引入。对多余输入端的处理，以不改变电路工作状态及稳定可靠为原则。 TTL与非门电路的工作原理 任一输入端为低电平时: TTL与非门各级工作状态 低电平（0.2V） 饱和 截止 饱和 倒置使用的放大状态 输入全为高电平 (3.6V) ?O T5 T4 T2 T1 ?I 高电平（3.6V） 截止 放大 截止 深饱和 输入有低电平 (0.2V) 当全部输入端为高电平时： 3.6 3.6 0.2 2.1 0.2V 3.6V 3.6V 0.9V 输出低电平 输出高电平 第二章 门电路 第二章 门电路 与非门IIL的大小和门输入端并联的数目无关。如vI=VIL=0.3V，vBE=0.7V，则vB1=1V，IR1=(VCC-vBE)/R1=1.43(mA)。若VIL和一个输入端并联，则IIL=IR1;若和两个或两个以上输入端并联，则流过T1各发射极的电流总和也只有IR=IIL。 IIH为一个发射极反偏时的漏电流。与非门的入端有多个输入端并联在一起，则入端加高电平时流入门的总的漏电流应为这多个输入端漏电流的总和，有几个入端并联，IIH就应扩大几倍 第二章 门电路 2) TTL或非门 R 1A R 1 R 1 B R 4 V CC A T 1A T 2A T 2 B T 1B B D L T 3 R 3 T 4 0.2 v 0.9v 0.2v 3.6V 0.9 v 若二输入端均为低电平 R 1A R 1 R 1 B R 4 V CC A T 1A T 2A T 2 B T 1B B D L T 3 R 3 T 4 3.6 v 2.1 v 3.6v 2.1 v 0.2V 1 V 若A、B两输入端都为高电平 4.3 v 4.3 v A L B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 或非门真值表 或非门逻辑表达式 A B ≥1 或非门逻辑符号 若A、B两输入端只有一个输入端为高电平? 第二章 门电路 第二章 门电路 3) TTL与或非门 第二章 门电路 4) TTL异或门 集电