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2 集成逻辑门电路;2.1 半导体器件的开关特性 ;1. 开关特性;b. 三极管开关电路波形图;上升时间tr ——iC从0.1ICS上升到0.9ICS的时间;存储时间tS——iC从ICS下降到0.9ICS的时间;开关时间——三极管的接通时间ton、关断时间toff，统称为开关时间。; 通常toff ton、ts tf。因此控制三极管的饱和深度，减小ts是缩短开关时间、提高开关速度的一个主要途径。;2. 三极管反相器电路;BJT工作状态 ;2.1.2 场效应管的开关特性;当漏源电压uDS较高时：;NMOSFET的开关模型;在NMOS增强型管的栅极加上一个等于电源值VDD的电路最高电压，使管子可以很好导通。 ;2.2 集成电路及数字逻辑系列;(1) 按集成度可分为;c. 大规模集成电路(LSI-Large Scale Integration)， 每片组件 内含1000~100 000个元件(或100~1000个 等效门)。;(2) 按电路内部有源器件的不同可分为;b. MOS(Metal Oxide Semiconductor)集成电路;2.2.2 常用数字逻辑系列和参数介绍;肖特基（Schottly）型（74S??系列）; 我国上海元件五厂也开发了CC4000B系列，CC4000B系列与国际上同序号产品可互换使用。;74HC系列,为CMOS电平。;2. 集成电路的主要参数;逻辑0电压范围;是指加在输入端的信号值发生变化时，信号从门的输入端传播到输出端的平均传输延迟。 ; 集成逻辑门是最基本的数字集成电路，是组成数字逻辑的基础。;;;(a) 7404(六反相器) (b) 7400(四2输入与非门) ;2.3 TTL系列集成门电路及技术指标;2.3.1 TTL与非门的内部结构及工作原理; 输入级由多发射极晶体管T1和基极电组R1组成，它实现了输入变量A、B的与运算。;多射极晶体管的等效电路; 中间级是放大级，由T2、R2和R3组成，T2的集电极C2和发射极E2可以分提供两个相位相反的电压信号，以满足输出级的需要。 ; 输出级由T3、T4、D和R4组成，其中其中D、T4作为由T3组成的反相器的有源负载。 T3与T4组成推拉式输出结构，具有较强的负载能力。;2. TTL与非门的功能分析 ;为使T1的集电结及T2和T3的发射结同时导通，UB1至少应当等于;UC2?5V;UB1=UBC1+UBE2+UBE3 =2.1V;T2的集电极电位为：;由此可见，该电路的输出和输入之间满足“与非”逻辑关系 ;(3) 多发射极三极管的功能 ; 当输入端全部为高电位时，T1处于倒置工作状态。此时T1向T2提供了较大的基极电流，使T2、T3迅速导通饱和；; 当某一输入端突然从高电位变到低电位时，Ib1转而流向T1低电位输入端，该瞬间将产生很大的集电极电流Ic1，为T2和T3提供了很大的反向基极电流，使T2和T3基区的存储电荷迅速消散，因而加快了T2和T3的截止过程，提高了开关速度。; (a) 当T2由饱和转为截止时，T4和D导通。由于T4是射随，T3的集电极电阻很小，此时瞬间电流很大，从而加速了T3管脱离饱和的速度，使T3迅速截止。; (b) 与非门输出低电平时T3处于深饱和状态，输出电阻很低；而输出高电平时T4、D导通，组成射极跟随器，其输出电阻也很低，因此无论哪种状态输出电阻都很低，都有很强的带负载能力，还能进一步加快开关速度。;; T4管的低内阻可以使电源很快得向负载电容充电，从而获得很好的上升沿。;2.3.2 TTL与非门的外特性及有关参数;Q;Q;几个重要参数：;Q;Q;噪声容限简单表示 ;Q;2.输入特性; R1; R1; R1; R1;IIS反映了TTL与非门对前级驱动门灌电流的大小。 ; R1; 反映输出电压uO随输出负载电流iL变化的关系。 ;(1) 输出高电平时;; uO;(2) 输出低电平时;b.当iL足够大时(?70mA）; uO;2.3.3 扇入系数和扇出系数;b. 当输出高电平时;a. 当输出低电平时;一般由于NLNH，因此通常所说的扇出系数N即指NL。;2.3.4 传输时延和功耗; 从输入波形上升沿的50%到输出波形下降沿的50%之间的延迟时间，称为门的输出由高电平降到低电平的传输时延tPHL； ;影响平均传输延迟时间tpd的主要因素:;2. 功耗;⑵ 功耗 ;2.3.5 TTL集电极开路门和三态逻辑门;1;(2) OC门的结构;; (4) 功能分析;(5) 负载电阻RC的选