数电第2章基本逻辑运算及集成逻辑门.ppt

(2) 实现电平转换——抬高输出高电平。由OC门的功能分析可知，OC门输出的低电平UOL=UCES5≈0.3V，高电平UOH=UCC-ICEO5RC≈UCC。所以，改变电源电压可以方便地改变其输出高电平。只要OC门输出管的U(BR)CEO大于UCC， 即可把输出高电平抬高到UCC的值。OC门的这一特性， 被广泛用于数字系统的接口电路，实现前级和后级的电平匹配。  (3) 驱动非逻辑性负载。图2-22(a)是用来驱动发光二极管(LED)的。当OC门输出UOL时，LED导通发光；当OC门输出UOH时，LED截止熄灭。  图2-22(b)是用来驱动干簧继电器的。二极管VD保护OC门的输出管不被击穿。工作过程如下：OC门输出UOL时，有较大的电流经继电器线圈流入OC门，干簧管被吸合，VD相当于开路，不影响电路工作。 　　当OC门输出UOH时，OC门的输出管截止，流过线圈的电流突然减小为ICEO，干簧管断开。此时若无VD，则线圈中的感应电动势与UCC同向串联后，加到OC门的集电极和发射极之间，会使其集电结击穿。接入VD后，与UCC极性相同的感应电动势使VD导通，感应电动势大大减小，OC门的输出管就不会被击穿。  图2 - 22(c)是用来驱动脉冲变压器的。脉冲变压器与普通变压器的工作原理相同，只是脉冲变压器可工作在更高的频率上。  图2-22(d)是用来驱动电容负载的，构成锯齿波发生器。 当UI=UOL时，OC门截止，UCC通过RC对电容C充电，UO近似线性上升；当UI=UOH时，OC门导通，电容通过OC门放电，UO迅速下降，在电容两端形成锯齿波电压。 图 2 - 22OC门驱动非逻辑性负载 (4) 用来实现“与或非”运算。利用反演律可把图2-19的输出函数变换为： F=AB·CD=AB+CD 用OC门实现“与或非”运算，要比用其它门的成本低。 OC门的外接电阻的大小会影响系统的开关速度， 其值越大， 工作速度越低。由于它只能在RCmin和RCmax之间取值，开关速度受到限制，故OC门只适用于开关速度不高的场合。 2. 三态门(TS门或TSL门) 一种三态与非门的电路及逻辑符号如图2 - 23所示。 图 2 – 23 三态TTL与非门电路及符号 (a) 电路； (b) 常用符号； (c) 国外流行符号； (d) 国标符号 1) 功能分析 在图2 - 23(a)中，G端为控制端，也叫选通端或使能端。A端与B端为信号输入端，F端为输出端。 当G=0(即G端输入低电平)时，晶体管V6截止，其集电极电位UC6为高电平，使晶体管V1中与V6集电极相连的那个发射结也截止。由于和二极管VD的N区相连的PN结全截止， 故VD截止，相当于开路，不起任何作用。这时三态门和普通与非门一样，完成“与非”功能，即F=A·B。这是三态门的工作状态，也叫选通状态。  当G=1(即G端输入高电平)时，V6饱和导通，UC6为低电平， 则VD导通，使UC2被钳制在1V左右，致使V4截止。同时UC6使V1管射极之一为低电平，所以V2、V5也截止。由于同输出端相接的两个晶体管V4和V5同时截止，因而输出端相当于悬空或开路。这时三态门相对负载而言呈现高阻抗， 故称这种状态为高阻态或悬浮状态，也叫禁止状态。在禁止状态下，三态门与负载之间无信号联系，对负载不产生任何逻辑功能，所以禁止状态不是逻辑状态，三态门也不是三值逻辑门，叫它“三态门”只是为区别于其它门的一种“方便称呼”。 高阻 1 1 1 0 1 × × 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 F G A B 该三态门的真值表如表2 - 7所示。  表 2-7 三态门的真值表 2) 三态门的分类  (1) 按逻辑功能分为四类，即三态与非门、三态缓冲门、三态非门(三态倒相门)、三态与门。其逻辑符号如图2 - 24所示。  (2) 按控制模式分为两类，即低电平有效的三态门和高电平有效的三态门。低电平有效的三态门是指当G=0时，三态门工作；当G=1时，三态门禁止。其逻辑符号如图2 - 24(a)所示。这类三态门也叫做低电平选通的三态门。高电平有效的三态门是指当G=1时，三态门工作；当G=0时，三态门禁止。其逻辑符号如图2 - 24(b)所示。这类三态门也叫做高电平选通的三态门