【正文】 止。 與門、或門電路是在與非門、或非門后加一級反相器構(gòu)成。 集電極開路的門電路 OC門。ABYVC CR1T5R3R2T2T1AYB OC門跟普通 TTL與非門不同的是， T5的集電極是開路的。 Y1和 Y2并接使用時，只要 Y1和 Y2中有一個為低電平，則 Y為低電平，只有當 Y1和 Y2同為高電平時， Y 才為高電平， Y與 Y1和Y2的關系稱為 “ 線與 ” 。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 OHIHOHLCC VImnIRV ??? )( 39。 當每個 OC門輸出高電平，則 Y為高電平，為保證高電平值不低于規(guī)定的高電平值 ，可列出的 RL最大值的計算式。CD… … ……amp。 為負載門輸入端的個數(shù)。則求出 RL的最小值。ABamp。1nmYLMLOLCCIL IRVVmI ???ILLMOLCCL mIIVVR???ILI綜合兩種情況， RL應選取最大值與最小值之間。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 當 EN為高電平時，經(jīng)兩個反相器運算后 P點為高電平，二極管 D截止，電路的工作狀態(tài)和普通的與非門沒有區(qū)別，輸出 。 ABY ?＆E NABE NY控制端高電平有效 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4DAYBE N1P＆E NABE NY 當 高電平時，電路正常工作實現(xiàn)與非運算。 工作時控制各個門的 EN端輪流等于 1，而且任何時候僅有一個等于 1，就可以把各個門的輸出信號輪流送到公共的傳輸線 ——總線上而互不干擾。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 T 1 0 0 0 典 型 T T L1 0 n s / 1 0 m WT 2 0 0 0 H 系 列 T T L6 n s / 2 2 m WT 3 0 0 0S 系 列 T T L3 n s / 2 0 m WA S 系 列 T T L1 . 5 n s / 2 2 m WL 系 列 T T L3 3 n s / 1 m WL S 系 列 T T L5 n s / 2 m WA L S 系 列 T T L4 n s / 1 m W提高速度降低功耗 為了滿足用戶在使用方面的要求， TTL門電路出現(xiàn)更多結(jié)構(gòu)的電路來改進參數(shù)。 P為門電路的功耗（ mW）， tpd為平均傳輸時間（ ns）， M單位是皮焦（ PJ）。兩管參數(shù)相同。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 設 CMOS反相器中 T1和 T2截止電阻 R OFF和導通電阻 RON均相同。 Iv電壓傳輸出特性和電流傳輸特性 Ov IvDi Iv數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 A BC DVD DvOVD DVD D0VD DvI2121VG S ( t h ) NVG S ( t h ) PABCDiDVD D0 VD DvI21VG S ( t h ) NVG S ( t h ) P則 T1導通，導通內(nèi)阻很小， T2管截止，截止電阻很大，經(jīng)過分壓后輸出電壓為高電平。為了降低功耗，使用 CMOS器件時不應使之長時間工作在 BC段，以防止器件因功耗過大而損壞。國產(chǎn) CC4000系列 CMOS電路的性能指標中規(guī)定，在輸出高、低電平的變化不大于 10%VDD的條件下，輸入信號低、高電平允許的最大變化量為 VNL和 VNH。NHVNLVNHV D D = 1 5 V/ V/ V數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 CMOS反相器的靜態(tài)輸入特性和輸出特性 MOS管的柵極和襯底之間存著以 SiO2為介質(zhì)的輸入電容，而絕緣介質(zhì)又非常薄，極易被擊穿（耐壓約 100V），所以必須采用保護措施。當 或 保護電路工作，柵極電流不為 O，柵極電壓被嵌位在VDD+ 。 低電平輸出特性 當輸出為低電平，反相器的 P溝道管截止、 N溝道導通，導通電阻 RON很小。負載電流 IOH輸出，與規(guī)定的負載電流正方向相反，輸出特性曲線上 IOH為負值。 VDD越高，則 T1導通電阻越小，其上的壓降也越小，在同樣 IOH值下VOH下降得越少 GS? CC4000系列門電路的性能參數(shù)規(guī)定，當 VDD5V ，而且輸出電流不超出允許范圍時， VOH≥、VOL≤。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 CMOS電路的傳輸延遲時間 tPHL和 tPLH是以輸入、輸出波形對應邊上等于最大幅度 50%的兩點間時間間隔來定義的。 A= B=0時， T3導通， T4截止， Y為 1。同樣方法可以構(gòu)成三輸入與非門電路。 BAY ?? 利用與非門、或非門和反相器又可以組成與門、或門、與或非門、異或門等。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 。該反相器具有標準參數(shù)，稱其為緩沖器。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 但帶有緩沖級的門電路，電路的邏輯功能發(fā)生了變化，圖示電路由原來的與非運算，變成了或非運算。 ABABP ?? ABPY ?? OD門經(jīng)常用在輸出級緩沖 /驅(qū)動器當中，以滿足大負載電流的需要。實現(xiàn)了電平的轉(zhuǎn)換。傳輸門是構(gòu)成各種邏輯電路的一種基本單元電路。 1?C數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 當 C=1時， 。其電路如圖示： 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 模擬開關 在輸出端接上負載電阻 RL，若模擬開關的導通內(nèi)阻 RTG。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 CMOS門電路 CMOS三態(tài)門在邏輯功能和使用上，跟之前的 TTL三態(tài)門沒有區(qū)別，其電路結(jié)構(gòu)卻簡單，常用的有三種。而當 時，傳輸門導通， AY ?0?EN1?EN數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 本章小結(jié) 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 本章重點介紹了目前應用最廣的 TTL和 CMOS兩類集成門電路。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 目前生產(chǎn)和使用的數(shù)字集成電路種類很多，從制造工藝、輸出結(jié)構(gòu)和邏輯功能三個方面把它們分別歸類如下： 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 。雖然也介紹了關于集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的內(nèi)容，但其目的在于加深對器件外特性的理解，以便更好地運用這些外特性。而當 時，附加管同時導通，反相器正常工作， AY ?1?EN0?EN數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 控制信號 時，附加管截止，輸出呈高阻態(tài)。 CC4066四雙向模擬開關在 VDD=15V時其 RTG不大于 240Ω。 0?C MOS的結(jié)構(gòu)是對稱的，其漏極和源極可以互換使用，所以 CMOS傳輸門屬于雙向器件，它的輸入端和輸出端可以互換使用。則當 C=0時， 。另外， OD的輸出端并聯(lián)可實現(xiàn)線與功能。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 若輸入信號為高電平 VIH=VDD1，而輸出高電平為 VDD2。 圖示電路為 CC40107雙 2輸入與非緩沖 /驅(qū)動器。而且，電壓傳輸特性在轉(zhuǎn)折區(qū)變得更徒了。而當輸入全部為低電平時，并聯(lián)的負載管數(shù)目越多，輸出高電平 VOH也更高一些。若設每個 MOS管導通內(nèi)阻均為 RON，截止內(nèi)阻 ROFF≈∞。 A、 B同時為 0時， Y為 1。只有 A、 B同為高電平， T T3均截止， TT4均導通， Y為 0。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 其它邏輯功能的 CMOS門電路 CMOS門電路的系列產(chǎn)品，除反相器外常用的還有或非門、與非門、或門、與門、與或非門、異或門等幾種。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 CMOS電路的動態(tài)特性 傳輸延遲時間 MOS管開關過程中不發(fā)生載流子的聚集和消散，但由于集成電路內(nèi)部電阻、電容的存在以及負載電容的影響，輸出電壓的變化仍在滯后于輸入電壓的變化，產(chǎn)生傳輸延遲。隨著負載電流的增加， T1的導通壓降加大， VOH減小。這時負載 IOL注入T2，輸出電平隨 IOL增加而提高 ， 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 由于 T2的導通內(nèi)阻與 的大小有關， 越大，導通內(nèi)阻越小，所以相同的 IOL值 VDD越高， T2導通電阻小，VOL也越低。 DDI Vv ??0VVv DDI 70 .?? Vv I 70 .??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 若通過 D1和 D2的正向?qū)娏鬟^大或反向擊穿電流過大，會損壞保護電路，進而使 MOS管柵極被擊穿。在 CC4000系列 CMOS器件中，多采用圖（ a）的輸入保護電路。 vO0vI1 051 551 01 5VD D= 1 0 V39。這是 CMOS電路最突出的一大優(yōu)點。 PthSGDDI VVv )(??PthSGSG VV )(?1 NthGSGS VV )(?20?? oLO vv 0?Di數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 則 T T2管同時導通，如果 T1和 T2的參數(shù)理想對稱，則當 時兩管的導通內(nèi)阻相等， ，此時漏極電流 最大。漏極電流 隨輸入電壓 的變化關系稱為電流傳輸特性。 VDD數(shù)值需大于T1管的開啟電壓 VSG（ th)和 T2管的開啟電壓 VGS(th)之和。 pdtPM ??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 CMOS門電路 集成電路中廣泛應用的另一類晶體管是金屬氧化物半導體晶體管，簡稱 MOS（ Metal Oxide Semiconductor ）晶體管。常用的各系列 TTL門，其性能上的特點列圖所示。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 E N1＆E N＆E NG2Gn…總線A2B2E N2AnBnE Nn＆E NA1B1G1＆E NDOG1＆E NG2DO/ DIE NDI總線 利用三態(tài)門還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，圖示，當EN=1時， G1工作， G2門呈高阻狀態(tài)，則 DO經(jīng)過非運算后輸出到總線?？刹捎脠D示的總線結(jié)構(gòu)連接方式。由于 T T5截止，則輸出端懸空呈高阻狀態(tài)。 三態(tài)輸出 TTL與非門 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4DAYBE N1 1P 三態(tài)門是在普通門電路結(jié)構(gòu)上增加一個控制端 EN及其控制