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第 2 章　集成逻辑门 概 述 一、门电路的作用和常用类型 2.1　TTL 集成逻辑门 2.1.1TTL 与非门的电路结构和工作原理 2.1.2 集成电路门的性能参数 数字集成电路的性能参数主要包括： 直流电源电压 输入 / 输出逻辑电平 扇出系数 传输延时 功耗 1、输入 / 输出逻辑电平 标准TTL门的输入 / 输出逻辑电平 : 2、传输延迟时间tpd tPHL和tPLH的定义 : 3、扇入和扇出系数 “拉电流”工作状态 : “灌电流”工作状态: 扇入系数：指一个门电路所能允许的输入端个数。 扇出系数：一个门电路所能驱动的同类门电路输入端的最大数目。 扇出系数的计算公式为： CMOS 数字集成电路应用要点 三、CMOS 门电路的主要特点 集成逻辑门电路的选用 集成逻辑门电路应用举例 本章小结 一、CMOS 数字集成电路系列 CMOS4000 系列 功耗极低、抗干扰能力强； 电源电压范围宽 VDD = 3 ~ 15 V； 工作频率低，fmax = 5 MHz； 驱动能力差。 高速CMOS 系列(又称 HCMOS 系列) 功耗极低、抗干扰能力强；电源电压范围 VDD = 2 ~ 6 V； 工作频率高，fmax = 50 MHz； 驱动能力强。 提高速度措施：减小 MOS 管的极间电容。 由于CMOS电路 UTH ? VDD / 2，噪声容限UNL ? UNH ? VDD / 3，因此抗干扰能力很强。电源电压越高，抗干扰能力越强。 1. 注意不同系列 CMOS 电路允许的电源电压范围不同， 一般多用 + 5 V。电源电压越高，抗干扰能力也越强。 二、CMOS 集成逻辑门使用要点 2. 闲置输入端的处理 不允许悬空。 可与使用输入端并联使用。但这样会增大输入电容， 使速度下降，因此工作频率高时不宜这样用。 与门和与非门的闲置输入端可接正电源或高电平； 或门和或非门的闲置输入端可接地或低电平。 注意：CMOS 电路的扇出系数大是由于其负载门的输入阻抗很高，所需驱动功率极小，并非 CMOS 电路的驱动能力比 TTL 强。实际上 CMOS4000 系列驱动能力远小于 TTL，HCMOS 驱动能力与 TTL 相近。 功耗极低 抗干扰能力强 电源电压范围宽 输出信号摆幅大(UOH ? VDD，UOL ? 0 V) 输入阻抗高 扇出系数大 根据电路工作要求和市场因素等综合决定 若对功耗和抗干扰能力要求一般，可选用 TTL 电路。目前多用 74LS 系列，它的功耗较小，工作频率一般可用至 20 MHz；如工作频率较高，可选用 CT74ALS 系列，其工作频率一般可至 50 MHz。 若要求功耗低、抗干扰能力强，则应选用 CMOS 电路。其中 CMOS4000 系列一般用于工作频率 1 MHz 以下、驱动能力要求不高的场合；HCMOS 常用于工作频率 20 MHz 以下、要求较强驱动能力的场合。 数 字 电 子 技 术 概　述 TTL 集成逻辑门 集成逻辑门的应用 本章小结 主要要求： 了解逻辑门电路的作用和常用类型。 了解基本逻辑门电路的组成 TTL 即 Transistor-Transistor Logic CMOS 即 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor 按功能特点不同分 普通门 (推拉式输出) CMOS 传输门 输出 开路门 三态门 门电路 (Gate Circuit) 指用以实现基本逻辑关系和 常用复合逻辑关系的电子电路。 是构成数字电路的基本单元之一 按逻辑功能不同分 与门 或门 非门 异或门 与非门 或非门 与或非门 按电路结构不同分 TTL 集成门电路 CMOS 集成门电路 　　输入端和输出端都用三极管的逻辑门电路。 　　用互补对称 MOS 管构成的逻辑门电路。 图2.3.1 二极管与门 返回 真值表 逻辑电平 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 Y B A 0.7 0.7 0.7 3.7 0 3 0 3 0 0 3 3 Y/V B/V A/V 1 二极管与门 缺点：输出电平发生偏移 二、最简单的与、或、非门电路 2 二极管或门 图2.3.2 二极管或门 返回 逻辑电平 0 2.3 2.3 2.3 0 3 0 3 0 0 3 3 Y/V B/V A/V 真值表 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 Y B A 缺点：输出电平发生偏移 3三极管非门 图2.3.3 三