邏輯門電路康華光ppt課件(已修改)
2025-01-29 20:13 本頁(yè)面
【正文】 信息與電氣工程學(xué)院 第二章 邏輯門電路 MOS邏輯門電路 TTL邏輯門電路 * 射極耦合邏輯門電路 * 砷化鎵邏輯門電路 邏輯描述中的幾個(gè)問題 邏輯門電路使用中的幾個(gè)實(shí)際問題 * 用 VerilogHDL描述邏輯門電路 信息與電氣工程學(xué)院 教學(xué)基本要求： 了解半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性 。 熟練掌握 基本邏輯門 （ 與 、 或 、 與非 、 或非 、異或門 ） 、 三態(tài)門 、 OD門 （ OC門 ） 和傳輸門的邏輯功能 。 學(xué)會(huì)門電路邏輯功能分析方法 。 掌握 邏輯門的主要參數(shù)及在應(yīng)用中的接口問題 。 第二章 邏輯門電路 信息與電氣工程學(xué)院 MOS邏輯門 邏輯門 :實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路。 邏輯門電路的分類 二極管門電路 三極管門電路 TTL門電路 MOS門電路 PMOS門 CMOS門 邏輯門電路 分立門電路 集成門電路 NMOS門 數(shù)字集成電路簡(jiǎn)介 信息與電氣工程學(xué)院 : 廣泛應(yīng)用于超大規(guī)模、甚大規(guī)模集成電路 4000系列 74HC 74HCT 74VHC 74VHCT 速度慢 與 TTL不 兼容 抗干擾 功耗低 74LVC 74VAUC 速度加快 與 TTL兼容 負(fù)載能力強(qiáng) 抗干擾 功耗低 速度兩倍于 74HC 與 TTL兼容 負(fù)載能力強(qiáng) 抗干擾 功耗低 低 (超低 )電壓 速度更加快 與 TTL兼容 負(fù)載能力強(qiáng) 抗干擾功耗低 74系列 74LS系列 74AS系列 74ALS 集成電路 : 廣泛應(yīng)用于中大規(guī)模集成電路 數(shù)字集成電路簡(jiǎn)介 信息與電氣工程學(xué)院 邏輯門電路的一般特性 1. 輸入和輸出的高、低電平 v O v I 驅(qū)動(dòng)門 G 1 負(fù)載門 G 2 1 1 輸出高電平的下限值 VOH(min) 輸入低電平的上限值 VIL(max) 輸入高電平的下限值 VIL(min) 輸出低電平的上限值 VOH(max) 輸出 高電平 + V DD V OH ( min ) V OL ( max ) 0 G 1 門 v O 范圍 v O 輸出 低電平 輸入 高電平 V IH ( min ) V IL ( max ) + V DD 0 G 2 門 v I 范圍 輸入 低電平 v I 信息與電氣工程學(xué)院 VNH —當(dāng)前級(jí)門輸出高電平的最小 值時(shí) 允許負(fù)向噪聲電壓的最大值 。 負(fù)載門輸入高電平時(shí)的噪聲容限： VNL —當(dāng)前級(jí)門輸出低電平的最大 值時(shí) 允許正向噪聲電壓的最大值 負(fù)載門輸入低電平時(shí)的噪聲容限 ： 2. 噪聲容限 VNH =VOH(min)－ VIH(min) VNL =VIL(max)－ VOL(max) 在保證輸出電平不變的條件下，輸入電平允許波動(dòng)的范圍。它表示門電路的抗干擾能力 1 驅(qū)動(dòng)門 v o 1 負(fù)載門 v I 噪聲 信息與電氣工程學(xué)院 類型參數(shù) 74HC VDD=5V 74HCT VDD=5V 74LVC VDD= 74AUC VDD= tPLH或 tPHL(ns) 7 8 傳輸延遲時(shí)間是表征門電路開關(guān)速度的參數(shù)，它說明門電路在輸入脈沖波形的作用下，其輸出波形相對(duì)于輸入波形延遲了多長(zhǎng)的時(shí)間 。 CMOS電路傳輸延遲時(shí)間 t PHL 輸出 50% 90% 50% 10% t PLH t f t r 輸入 50% 50% 10% 90% 信息與電氣工程學(xué)院 4. 功耗 靜態(tài)功耗：指的是當(dāng)電路沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的功耗，即門電路空載時(shí)電源總電流 ID與電源電壓 VDD的乘積。 5. 延時(shí) ?功耗積 是速度功耗綜合性的指標(biāo) .延時(shí) ?功耗積 ，用符號(hào) DP表示 扇入數(shù)：取決于邏輯門的輸入端的個(gè)數(shù)。 6. 扇入與扇出數(shù) 動(dòng)態(tài)功耗：指的是電路在輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的功耗， 對(duì)于 TTL門電路來說，靜態(tài)功耗是主要的。 CMOS電路的靜態(tài)功耗非常低， CMOS門電路有動(dòng)態(tài)功耗 信息與電氣工程學(xué)院 扇出數(shù)： 是指其在正常工作情況下，所能帶同類門電路的最大數(shù)目。 （ a) 帶拉電流負(fù)載 當(dāng)負(fù)載門的個(gè)數(shù)增加時(shí)，總的拉電流將增加，會(huì)引起輸出高電壓的降低。但不得低于輸出高電平的下限值，這就限制了負(fù)載門的個(gè)數(shù)。 )(I)(IN負(fù)載門驅(qū)動(dòng)門IHOHOH ? 高電平 扇出數(shù) : IOH :驅(qū)動(dòng)門的輸出端為高電平電流 IIH :負(fù)載門的輸入電流為 。 信息與電氣工程學(xué)院 (b) 帶灌電流負(fù)載 )(I)(IN負(fù)載門驅(qū)動(dòng)門ILOLOL ?當(dāng)負(fù)載門的個(gè)數(shù)增加時(shí)，總的灌電流 IOL將增加，同時(shí)也將引起輸出低電壓 VOL的升高。當(dāng)輸出為低電平，并且保證不超過輸出低電平的上限值。 IOL ：驅(qū)動(dòng)門的輸出端為低電平電流 IIL ：負(fù)載門輸入端電流之和 信息與電氣工程學(xué)院 電路類型 電源電 壓 /V 傳輸延遲時(shí)間/ns 靜態(tài)功耗/mW 功耗－延遲積/mWns 直流噪聲容限 輸出邏輯擺幅/V VNL/V VNH/V TTL CT54/74 ＋ 5 10 15 150 CT54LS/74LS ＋ 5 2 15 HTL ＋ 15 85 30 2550 7 13 ECL CE10K系列 － 2 25 50
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