數(shù)字電路第2章邏輯門電路(完整版)
【正文】 B T1 T2 T4 T5 D3 1 1 P EN A B EN F EN amp。 VCC R A B C D F=AB CD =AB+CD 說明 : ① 普通的 TTL電路不能將輸出端連在一起 ,輸出端連在一起 ,可能使電路形成低阻通道 ,使電路因電流過大而 燒毀 。 電源的動態(tài)尖峰電流引起的后果 : 1) 使電源的平均電流加大 .而且 ,工作頻率越高 ,平均電流增加越多 。 1 拉電流 拉電流 負(fù)載 0灌電流灌電流Vo(V) 0 5 10 15 5 10 15 I0(mA) 拉電流 情況 灌電流 情況 amp。 VO=f(VI) 1. 特性曲線分析 V0(V) VI(V) 3 2 1 0 1 截止區(qū) ,T5管截止 . 線性區(qū) ,T5管截止 ,T4管 處于放大區(qū) (射極跟隨輸出 ). 轉(zhuǎn)折區(qū) ,T T5由放大 進(jìn)入飽和 ,T4進(jìn)入截止 . 飽和區(qū) ,T5管飽和 . VOH VOL VTH 2. 主要參數(shù) (1)輸出高電平 VOH, 低電平 VOL。 T D3導(dǎo)通，輸出約為 (5=). 輸出 高電平 1。 TTL與非門 典型電路及其工作原理 (1) 電路組成 電路分三個部分 : 輸入級 、 中間級 、 輸出級 。 NMOS管開關(guān)近 似直流等效電路 VDD RD RDS D G S (幾百 Ω) 導(dǎo)通狀態(tài) VDD RD D G S 截止?fàn)顟B(tài) (3) 開關(guān)時間 MOS管本身的開關(guān)時間很小 .組成開關(guān)電路時 ,由于管子間的 寄生電容 和 布線電容 的存在 ,加上 MOS管的輸入、輸出阻抗較大 ,使輸入、輸出電路的 充放電時間常數(shù) 增加 ,影響了開關(guān)時間。 + _ + _ ~ b c e 飽和時 e c b 截止時 三極管開關(guān)的近 似直流等效電路 (3) 開關(guān)時間 開啟時間 ton : 三極管由截止到飽和所需要的時間 , 納秒 (ns)級。 兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換時間為 零 。 集成電路分類： 小規(guī)模集成電路 (SSI): 1~10門 /片 或 1~100個元件 /片； 1. 按規(guī)模分類 中規(guī)模集成電路 (MSI): 10~100門 /片 或 100~1000個元件 /片； 大規(guī)模集成電路 (LSI): 100~10000門 /片 或 1000~100000個元件 /片； 超大規(guī)模集成電路 (VLSI): 10000門 /片以上或 100000個元件 /片以上 . MOS型 (單極型 ) NMOS (NChannel MetalOxideSemiconductor) CMOS (Complement MetalOxideSemiconductor) 2. 按器件類型分類 雙極型 DTL (Diode Transistor logic) TTL (Transistor— Transistor Logic) ECL (Emitter Coupled Logic) 晶體管的開關(guān)特性 在數(shù)字電路中 ,常將半導(dǎo)體二極管 ,三極管和場效應(yīng)管作 為開關(guān)元件使用。 ② 關(guān)斷時間 : 由正向?qū)ㄞD(zhuǎn)換為反向截止所需要的時間。 數(shù)字集成電路中常用的 MOS管為 P溝道增強型和 N溝道增強型。 β) =(3 － )/(1 30)= ② Vi=3V， 三極管飽和。 三極管電流放大倍數(shù) β=20。 F輸出為“ 0” 。 R1 4kΩ Vi T1 Ri VCC 當(dāng) T1管飽和導(dǎo)通時 : )VV(RR RV 1BECCi1ii ???Roff≈, Ron≈3kΩ。 NOH=IOHmax/IIH=400/40=10 IH=NIIH (IIH為 負(fù)載門 高電平輸入電流 ,約為 40μA左右 ) 取 min(NOL,NOH)=N 定義為 扇出系數(shù) 則 min(14,10)=10 TTL與非門的動態(tài)特性 1. 傳輸延遲時間 tpd 傳輸延遲時間指門電路的輸出信號相對于輸入信號的延遲時間。 (OC門 ) (以與非門為例說明 ) R1 D1 F Vcc(5V) R2 4kΩ R3 1kΩ D2 A B T1 T2 T5 輸入極 中間極 輸出極 amp。 OC門的缺點 ：工作速度慢。 ECL門電路 (Emitter Coupled Logic) ECL門電路是一種新型高速邏輯電路 ,內(nèi)部采用高速 電流開關(guān)型 電路 ,內(nèi)部放大器工作在 放大區(qū) 或 截止區(qū) ,從根本上克服了因 飽和 而產(chǎn)生的存儲電荷對速度的影響。 輸入阻抗高輸出阻抗低。 2) 與或非門 A F VDD R C B D *在 MNOS門電路中 ,驅(qū)動管 串聯(lián)的個數(shù)不能太多 ,否則 將影響輸出邏輯的低電平值。 4) CMOS傳輸門 (TG門 ) TG C C Vi Vo VDD Vi Vo C C T1 T2 工作原理：設(shè)兩管開啟電壓的絕對值為 2V
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