【正文】 電路。CD… … ……amp。 m為負載門的個數(shù)， 為 TTL為規(guī)定的輸出低電平值。這時負載門輸入低電平電流全部流入導通的 OC門。1nmY39。ABamp。m a x39。ABamp。只要電阻阻值和電源電壓值選擇得當，就能夠保證輸出高低電平數(shù)值，而且負載電流不大。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 為克服局限性，將輸出級改為集電極開路的三極管結(jié)構(gòu)，稱集電極開路的與非門（簡稱 OC門），圖示電路及符號。 BAY ??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 ，其輸出端不能并接使用。 T T7同時截止以后， T8導通、 T9截止，故輸出為高電平。 CDABY ??數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 BAY ?? VC CT1T8AYT2T3BT4T5T6T7T9數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 A、 B同時為高電平，則 T T9導通而 T8截止，輸出為低電平。CR139。 只有 A、 B都為低電平時， T2和 T’2同時截止， T5截止而T4導通，從而使輸出成為高電平。當 B為高電平時， T‘2和 T‘5同時導通而 T4截止， Y也是低電平。 VC CR1T5R3R4R2T2T1T4D1D2AY1 3 0k Ω411 . 6k ΩΩk ΩD2B數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 計算與非門輸入電流時，應根據(jù)輸入端的不同工作狀態(tài)區(qū)別對待：兩個輸入端并聯(lián)使用時，低電平輸入電流和反相器相同；輸入端接高電平時， e1和 e2分別為兩個倒置三極管的等效集電極，所以總輸入電流為兩個單端輸入高電平電流的兩倍。 ce1be2bce1e2 電路結(jié)構(gòu)基本和 TTL反相器電路相同，不同的是，T1管采用多射極三極管。否則電平不能正確傳輸。 IvIvIvIvVv I ?vI/ VRP/ k Ω2 .01 .01 .0 3 .02 .00數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 OHO Vv ?1 ( m in )2 IHI Vv ?OLO Vv ?1 ( ( m a x )2 ILI Vv ?VVCC 5?VV OH ?VV OL ?VV IH ( m in ) ?VV Il ( m a x ) ?例：圖示電路中，為保證門 G1輸出的高、低電平能正確傳輸?shù)?G2的輸入端，要求 , 時 , ，試計算 RP的最大允許值是多少。 Iv 由圖可見，因為輸入電流流過RP，必然會在 RP上產(chǎn)生壓降而形成輸入端電位 。有時也用輸出電平的變化不超過某一規(guī)定值時允許的最大負載電流來定量表示門電路帶負載能力的大小。 74系列門電平輸出高電平時手冊上規(guī)定 。這個數(shù)值也叫做門電路的 扇出系數(shù) 。其輸入特性和輸出特性已知。 mAiL 5?mAiL 5?OHvOHviI / m AvO H / V51 01 .02 .0數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 T5vOR3RLVC CiLiL/ m AvO L/ V0 5 1 0 1 51 .02 .0 當電路輸出為低電平時， T5管飽和導通而 T4管截止，輸出端的等效電路如圖所示：電路外接負載 RL接電源 VCC。如果 時門電路內(nèi)部消耗的功率已達到 1mW。隨著負載電流絕對值的增加， R4上的壓降也隨之加大，最終將使 T4的b—c結(jié)變?yōu)檎蚱茫?T4進入飽和狀態(tài)。 vI/ ViI/ m A0 .5 1 .0 1 .5 2 .00 .51 .0__0 .51 .01 .5___0 4 0 μ A2 .0_數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 當電路輸出高電平時， T4和 D2導通， T5截止，輸出端的等效電路可畫出。 74系列門電路每個輸入端 的值在以下 。 IIL的方向流出 T1管。規(guī)定輸入電流 i I流入 T1的方向為正方向，流出 T1為負方向。一般 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 ， VVVV ILILNL ( m a x ) ?????VVVV IHIHNH ( m i n )( m i n ) ????? 電路在實際應用時由于外界干擾，電源波動等原因，會使輸入電壓 偏離原來的值。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 是指在保證輸出為額定低電平的條件下，允許的最低輸入高電平值。DE段稱為特性曲線的 飽和區(qū) 。這時 T2工作在放大區(qū)，隨著 的升高， T5開始導通 ， 線性地下降。通常把這種形式的電路稱為推拉式（ push pull) 輸出電路 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 輸特性 vO/ VvI/ V1 .00 .54 .03 .02 .001 .51 .0 2 .0DCBAEVT H， 曲線的 AB段，因為 所以， T2和 T5截止而 T4 、 D2導通，故輸出為高電平。 D1是輸入端鉗位二極管，它可以防止輸入電壓為負時 T1的發(fā)射極電流過大，起到保護作用。 A為輸入， Y為輸出。 根據(jù)制造工藝的不同，集成電路分為雙極型和單極型兩大類。而由分立元件構(gòu)成的電路難于滿足上述要求，因些，伴隨著半導體制造工藝的提高，將 數(shù)字電路元器件和連線制作在同一硅片上，制成集成電路 （ Integrated Circuit，簡稱 IC）成為可能。同樣規(guī)則可構(gòu)成三輸入或門電路。分立元件門電路包括二極管門電路（ DTL）和三極管門電路（ TTL）兩大類。當源柵電壓小于導通壓降 Vth時，漏源間未形成導電溝道，此時加上 VDS，也不會有漏極電流， PMOS管截止。 MOS管可工作在截止區(qū)，可變電阻區(qū)和恒流區(qū)，分別對應三極管的截止區(qū)，飽和區(qū)和放大區(qū)。工作時襯底接源極。輸出 為低電平。若忽略飽和壓降，其 C 和 E 端相當于一個開關(guān)閉合。模擬電路中的三極管大多工作在放大狀態(tài)。 共射接法測量特性曲線電路圖 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 （ 1）放大區(qū)： 若電路中的三極管三個電極電壓滿足 時，三極管工作在放大狀態(tài)，此時的三極管具有電流放大作用，集電極電流 是基極電流 的 倍，與 幾乎沒有關(guān)系。實際上，當 VCE》 1V后，曲線基本重合為一條。 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 BEC+_vC EiBiC+_vB E共射接法測量特性曲線電路圖 0vB EiBVO N三極管的輸入特性曲線。假定輸入信號 時，二極管 Ｄ 截止， 輸出為高電平 則 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 雙極型三極管有 NPN和 PNP兩種，電路符號如圖示。分析時也認為，正向電壓大于導通電壓 VON時，二極管導通，電壓為 VON。導通后的二極管近似為一個兩端電壓保持 VON的閉合開關(guān) 0vi+_viVO N數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 二極管加反向電壓，反向電流很小，稱二極管反向截止。 畫出 和 的關(guān)系曲線，即為二極管的伏安特性曲線 二極管電路符號如圖示。 （ 1）二極管、三極管的開關(guān)特性 （ 2） TTL、 CMOS門電路的工作原理和邏輯功能 （ 3）門電路的輸入輸出特性，外特性及應用 第二章 邏輯門電路 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 )1( ?? TVvS eIiivTVSI：流過二極管的電流， ：加在二極管兩端的電壓， ：跟溫度有關(guān)的常數(shù)，室溫（ T＝ 300K）時等于 26mV : 二極管的反向飽和電流，和二極管的材料、工藝、 幾何尺寸有關(guān)，不同型號的二極管其值不同。當正向電壓大于某一個數(shù)值 VON后，正向電流明顯很大，此時稱二極管正向?qū)?，其電壓基本上保持?~之間，近似為 ， 稱VON= V為導通電壓 。 onV0iVo n 數(shù)字電路中的二極管，經(jīng)常工作在正向?qū)ê头聪蚪刂箖蓚€狀態(tài)，二極管的伏安特性等效如圖示。 CCIH Vv ? 0?ILvCCIHI Vvv ??CCoHO Vvv ??二極管開關(guān)電路如圖。 雙極型三極管的開關(guān)特性 BECNPN PNP BCE 三極管的伏安特性是以實測曲線給出，以 NPN型為例，其測量電路如下圖。從而畫出一簇輸入特性曲線。電子線路中的三極管的工作狀態(tài)通常分為三種。工作在放大狀態(tài)的三極管經(jīng)常用于需要放大信號的場合。 此時集電極和發(fā)射極間電壓為飽和壓降很小， 約為 。 EB VV ? CB VV ?Ci0?Bi數(shù)字電路中的三極管，經(jīng)常被設(shè)置在飽和導通和截止狀態(tài) 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 +_+_vIvOVC CRBRCiBiC 三極管開關(guān)電路如圖示：當電路的參數(shù)配合得當，就可以做到輸入 為低電平為 0時 ，三極管工作在截止狀態(tài)，集電極電流 近似為 0， C 和 E 端相當開關(guān)斷開，輸出 為高電平； 0?BiCiOvIv 當 為高電平等于 時，三極管極間電壓滿足 ， ，三極管工作在飽和導通狀態(tài)，若忽略飽和壓降時， C 和 E 端相當開關(guān)閉合。三個電極為柵極 G，漏極 D和源極S，分別對應雙極型三極管的基極 B，集電極 C和發(fā)射極 E。當柵極電壓小于導通壓降 V（ th） N 時，漏源間未形成導電溝道，此時加上 VDS，也不會有漏極電流， NMOS管截止。當源柵電壓增大，則導通電阻變小，漏極電流變大。 IvonD RR ??0?OLvOv數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 與門電路 和真值表 分立無件門電路 DTL 分立元件門電路是所有集成邏輯門電路發(fā)展的基礎(chǔ)。 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 數(shù)字邏輯電路電子教案 西北大學信息學院 RBA YD1D2或門電路 和真值表 由圖可見，兩個二極管的負端經(jīng)電阻 R接負電源或地，所以只要 A、 B中有一個是高電平，就相應地使其對應的二極管導通， Y輸出高電平；當 A、 B全為低電平時，兩個二極管均處于截止狀態(tài)， Y輸出為低電平。要求電子設(shè)備 體積小 、重量輕 、 功耗低 ，且具有高的工作 可靠性 。 按照在一定面積的硅片中所含元、器件數(shù)目（ 集成度 ）的高低，將集成電路分為 小規(guī)模集成電路 （ Small