【正文】 本章小結(jié) 普遍使用的集成門電路主要有兩大類：一類由 NPN型三極管組成，簡稱 TTL門電路 ；另一類由 MOSFET構(gòu)成，簡稱 MOS門電路 。 實(shí)際上 CMOS4000 系列驅(qū)動(dòng)能力遠(yuǎn)小于 TTL， HCMOS 驅(qū)動(dòng)能力與 TTL 相近。電源電壓越高，抗干擾能力越強(qiáng)。 TG uI/uO uO/uI C C 傳輸門邏輯符號(hào) TG 即 Transmission Gate 的縮寫 CMOS 傳輸門 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 雙向模擬開關(guān) 圖 CMOS雙向模擬開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)和符號(hào) 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) Y A B vO vI VDD1 漏極開路的 CMOS與非 門電路 三、漏極開路的 CMOS 門 簡稱 OD 門 與 OC 門相似，常用作驅(qū)動(dòng)器、電平轉(zhuǎn)換器和實(shí)現(xiàn)線與等。 注意 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) C、 C 為互補(bǔ)控制信號(hào) 由一對(duì)參數(shù)對(duì)稱一致的增強(qiáng)型 NMOS 管和 PMOS 管并聯(lián)構(gòu)成。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 返回 A B VDD VPB VPA VNA VNB Y CMOS 與非門工作原理 1 1 導(dǎo)通 導(dǎo)通 截止 截止 0 驅(qū)動(dòng)管均導(dǎo)通， 負(fù)載管均截止， 輸出為低電平。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 圖 vO= VOH時(shí) CMOS反相器的工作狀態(tài) 返回 輸出高電平特性 圖 CMOS反相器的高電平輸出特性 同樣的 IOH下，VDD越大，輸出高電平越高。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 工作條件 N溝道增強(qiáng)型 可變電阻區(qū) 截止區(qū) UGS≥UGS(TH) UGD＜ UGS(TH) 轉(zhuǎn)移特性 輸出特性 UGSUGS(TH) 飽和區(qū) UGS≥UGS(TH) UGD≥UGS(TH) UGS（ TH） 0 數(shù)字電路中普遍采用增強(qiáng)型的 MOS管。 接 VCC 通過 1 ~ 10 k? 電阻接 VCC 與有用輸入端并接 TTL 電路輸入端懸空時(shí)相當(dāng)于輸入高電平 ，但使用中多余輸入端一般不懸空 ， 以防止干擾 。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 功能表 Z 0 AB 1 Y EN 使能端的兩種控制方式 使能端低電平有效 使能端高電平有效 功能表 Z 1 AB 0 Y EN EN 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 返回 任何時(shí)刻 EN EN EN3 中只能有一個(gè)為有效電平，使相應(yīng)三態(tài)門工作，而其他三態(tài)輸出門處于高阻狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了總線的復(fù)用。 Y 只有 OC 門才能實(shí)現(xiàn)線與。 ILLOLCCOL MIRUVI ????ILOLOLCCL MIIUVR????( m i n )負(fù)載電流全部流入導(dǎo)通的 OC門， RL值不可太小，以確保流入導(dǎo)通的 OC門的電流不致超過最大允許的負(fù)載電流 ILM。 A/V Y/V A Y 0 1 1 0 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 輸出特性： 非門輸出電路結(jié)構(gòu)與電路參數(shù)與與非門相同，所以 與非門的輸出特性也適用于 非門 。 其中， LSTTL 系列綜合性能優(yōu)越、品種多、價(jià)格便宜； ALSTTL 系列性能優(yōu)于 LSTTL，但品種少、價(jià)格較高，因此 實(shí)用中多選用 LSTTL。當(dāng)輸出為低電平時(shí)的功耗稱為空載導(dǎo)通功耗，當(dāng)輸出為高電平時(shí)的功耗稱為空載截止功耗。 輸入信號(hào) UOm UOm UIm UIm 輸出信號(hào) 傳輸延遲時(shí)間 輸入電壓波形下降沿 UIm 處到輸出電壓上升沿 Uom處間隔的時(shí)間稱 截止延遲時(shí)間 tPLH。 實(shí)用中常用 扇出系數(shù) NO 表示電路負(fù)載能力。 邏輯 0 因此 Ya 輸出恒為高電平 UOH 。 輸入負(fù)載特性 曲線 0 uI /V R1/k? UOFF F N ROFF RON 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) a） RI變化使 VT2管未導(dǎo)通以前， RI增大， ui增大。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 與非門的電路結(jié)構(gòu)和工作原理 一、電路結(jié)構(gòu) 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 二、 TTL 與非門的工作原理 （設(shè)輸入 VIH=， VIL=） ? 輸入均為高電平時(shí)， 輸出低電平 ? 輸入至少有一個(gè)為低電平時(shí)， 輸出高電平 ABY ?數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 三、電壓傳輸特性 和噪聲容限 電壓傳輸特性 :uo隨 ui變化而變化的特性曲線 電壓傳輸特性 原理圖 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 輸入信號(hào)上疊加的噪聲電壓只要不超過允許值，就不會(huì)影響電路的正常邏輯功能，這個(gè)允許值稱為 噪聲容限 。 通常工作頻率不高時(shí)，可忽略開關(guān)時(shí)間，而工作頻率高時(shí)，必須考慮開關(guān)速度是否合適，否則導(dǎo)致不能正常工作。在臨界飽和點(diǎn)三極管仍然具有放大作用。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 二、獲得高低電平的方法及高電平和低電平的含義 獲得高、低電平的基本原理 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 高電平和低電平為某 規(guī)定范圍 的電位值，而非一固定值。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) TTL 即 TransistorTransistor Logic CMOS 即 Complementary MetalOxideSemiconductor 一、門電路的作用和常用類型 按功能特點(diǎn)不同分 普通門 (推拉式輸出 ) CMOS 傳輸門 輸出 開路門 三態(tài)門 門電路 (Gate Circuit) 指用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯關(guān)系和 常用復(fù)合邏輯關(guān)系的電子電路 。 三極管關(guān)斷的條件和等效電路 ICS Q A uCE UCES O iC M N IBS T S 負(fù)載線 臨界飽和線 飽 和 區(qū) 放大區(qū) 一、三極管的開關(guān)作用及其條件 截止區(qū) uBE Uth B E C 三極管 截止?fàn)顟B(tài) 等效電路 uI=UIL uBE + Uth為門限電壓 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) IC(sat) Q A uCE UCE(sat) O iC M N IB(sat) T S 臨界飽和線 飽 和 區(qū) 放大區(qū) uI 增大 使 iB 增大，從而工作點(diǎn)上移， iC 增大， uCE 減小。 飽和條件 iB ＞ IBS 截止條件 uBE ＜ Uth 可靠截止條件為 uBE ≤ 0 例 P44 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) IC(sat) O O O uI iC uO t t t UIH UIL VCC UCE(sat) uI 從 UIL 正跳到 UIH 時(shí)，三極管將由截止轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡停? iC 從 0 逐漸增大到 ICS， uC 從 VCC 逐漸減小為 UCES。 了解 TTL 集成邏輯門的主要參數(shù)和使用常識(shí)。若每個(gè)輸入端的高電平輸入電流為 ，則個(gè)輸入端總的高電平輸入電流等于 。 輸入負(fù)載特性 曲線 0 uI /V R1/k? UOFF F N ROFF RON OFF數(shù) 字 電 子 技 術(shù) [例 ] 下圖中，已知 ROFF ? 800 ?， RON ? 3 k?，試對(duì)應(yīng) 輸入波形定性畫出 TTL與非門的輸出波形。 高電平輸出電流 :表示電路的拉電流負(fù)載能力，TTL門受芯片功耗限制，一般為 。通常 TTL門電路有 ≥8，在實(shí)際使用中應(yīng)注意留有一定的余地。 措施：電源與 地之間加接高頻濾波電容。 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 圖 74H系列 與非 門(74H 00)的電路結(jié)構(gòu) 改進(jìn)措施 優(yōu)點(diǎn)： 工作速度高 缺點(diǎn)： 功耗大 一、 74H系列 （ 1）輸出級(jí)采用了達(dá)林頓結(jié)構(gòu)； （ 2）電阻阻值降低了將近一倍。