【正文】 源允許的工作范圍也更大 (74系列為 5 V(1177。 5%)， 54系列為 5 V(1177。 10%))。 61 補(bǔ)充：場效應(yīng)管的開關(guān)特性 NMOS管開關(guān)電路 VDD RD G iD + vI － vO + － S D ?當(dāng) vI=VIL時，場效應(yīng)管截止， iD≈0，相當(dāng)于開關(guān)斷開， vO≈VDD； ?當(dāng) vI=VIH時，場效應(yīng)管導(dǎo)通， uDS≈0，相當(dāng)于開關(guān)閉合， vO≈0 ； ?當(dāng) vIVGS(th)時，場效應(yīng)管工作在夾斷區(qū)； ?當(dāng) vI VGS(th) 時，場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)； ?當(dāng) vI增加到一定程度時，場效應(yīng)管工作在 變阻區(qū)。 uDS iD UGS1=UGS(th) O UGS1 UGS2 UGS3 可變 電阻區(qū) 夾斷區(qū) 恒流區(qū) 62 CMOS門電路 CMOS 反相器 工作原理 設(shè) T2的開啟電壓為 VGS(th)N， T1的開啟電壓 為 VGS(th)P，且 VDD VGS(th)N+| VGS(th)P| PthGSDDGS VVv )(1 ??NthGSGS VVv )(2 0 ??T1導(dǎo)通 T2截止 vO = VOH ≈ VDD 一、電路結(jié)構(gòu) T1為 PMOS管， T2為 NMOS管 T1 T2 VDD S2 vO iD vI P N G1 S1 G2 =vIL=0V時 0V VDD vO R1 R2 小 大 ★ 63 =VIH=VDD時 PthGSGS VVv )(1 0 ??NthGSDDGS VVv )(2 ??T1截止 T2導(dǎo)通 vO = VOL ≈0V 可見實現(xiàn)“非”的邏輯關(guān)系 VDD vO R1 R2 大 小 T1 T2 VDD S2 vO iD vI P N G1 S1 G2 VDD T T2一個截止一個導(dǎo)通，具有互補(bǔ)性，故稱 CMOS電路。 64 CMOS與非門 A T1 T2 VDD Y T3 T4 B ?T T2構(gòu)成反相器； T T4構(gòu)成反相器 將 T T3并聯(lián)， T T4串聯(lián) ?只要 A、 B中有一個為低電平 ，則 T T4 有一個截止， T T3有一個導(dǎo)通， 輸出高電平 。 ?只有 A、 B均為高電平 ，則 T T4均導(dǎo)通， T T3均截止，輸出 低電平 。 Y A B? ? ?工作原理： 65 ?T T2構(gòu)成反相器； T T4構(gòu)成反相器 將 T T3串聯(lián)， T T4并聯(lián) ?只要 A、 B中有一個為高電平 ，則 T T4有一個導(dǎo)通， T T3有一個截止， 輸出低電平 。 ?只有 A、 B均為低電平 ，則 T T4均截止， T T3均導(dǎo)通， 輸出高電平 。 BAY ????利用與非門、或非門和反相器又可組成與門、或門、與或非門等 工作原理： A T3 VDD Y T1 B T2 T4 CMOS或非門 66 CMOS三態(tài)輸出的門電路 當(dāng) EN=1時， T39。 T39。2截止，輸出為高阻態(tài)； 當(dāng) EN=0時， T39。 T39。2導(dǎo)通，輸出 Y=A 電路結(jié)構(gòu)與符號 A VDD T39。1 EN Y T1 T2 T39。2 控制端低電平有效 Y A EN 67 CMOS傳輸門（也稱雙向模擬開關(guān)） In/Out Out/In C CMOS傳輸門邏輯符號 當(dāng) C=1時，模擬開關(guān)導(dǎo)通，信號可在雙向輸入端間通過； 當(dāng) C=0時，模擬開關(guān)截止，輸入和輸出之間斷開。 68 CMOS集成電路的各種系列 CC4000系列 54/74C、 54/74HC/HCT、雙極性 CMOS等 改進(jìn) 二、雙極性 CMOS系列 CMOS結(jié)構(gòu) 一、高速 CMOS系列（ 54HC/74HC系列） 改進(jìn)措施： 改進(jìn)措施： 54HC/74HC系列與 54LS/74LS系列速度相當(dāng)，使用 +5V電源 兼有功耗低，輸出電阻小的優(yōu)點 低電壓 CMOS系列 （自學(xué)） 69 CMOS電路的優(yōu)點： 1. 靜態(tài)功耗小，每個門的功耗低至 1μW ， 僅為 TTL 的 1/1000 。 2. 允許電源電壓范圍寬。 VDD相對的范圍達(dá) 3~18V。 3. 扇出系數(shù)大（ N ≤ 50 ），驅(qū)動能力強(qiáng)。 4. 抗干擾能力強(qiáng)： CMOS電路的噪聲容限為 40% UDD 。 5. 集成度高，工作頻率范圍寬。 6. 溫度穩(wěn)定性好， 可達(dá) 40~+85 ℃ ，接近于 TTL 中 54 軍品系列。 1. 焊接時，電烙鐵外殼應(yīng)接地。 2. 器件插入或拔出插座時，所有電壓均需除去。 3. 不用的輸入端應(yīng)根據(jù)邏輯要求或接電源 UDD(與非門 ) ，或接地 (或非門 ) ，或與其它輸入端連接。 4. 注意與 TTL 電路連接時的匹配問題。 CMOS電路使用注意事項 70 TTL電路與 CMOS門電路的接口 不同類型的集成電路因其輸入、輸出電平、負(fù)載能力等參數(shù)不同，互相連接時需要合適的接口電路。 … … 驅(qū)動門 負(fù)載門 驅(qū)動門必須能為負(fù)載門提供合乎標(biāo)準(zhǔn)的高、低電平和足夠的驅(qū)動電流。 71 72 TTL電路驅(qū)動 CMOS電路 CMOS電路的電源電壓為 5V時，在 TTL輸出端接一上拉電阻即可。 CMOS電路和 TTL電路的電源電壓不同時，需使用 TTL的 OC門，并在 TTL輸出端接一上拉電阻。 示意電路圖參考教材 P70。 73 CMOS 電路驅(qū)動 TTL電路 CMOS電路和 TTL電路的電源電壓不同時，需采用 CMOS緩沖器 /轉(zhuǎn)換器做接口電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 還需要考慮驅(qū)動電流的問題。 邏輯門多余輸入端的處理 以不影響邏輯功能又能保證電路穩(wěn)定可靠工作為原則。 一般不允許懸空。 根據(jù)具體邏輯門將多余端接電源、接地或與有用輸入端并接。 如對與門、與非門中的輸入端，可將多余端通過電阻接電源，或與有用輸入端并接。 因為： A1=A AA=A 74 本章小結(jié) 基本要求： 1. 理解二極管構(gòu)成的與、或門工作原理； 2. 理解三極管構(gòu)成的非門工作原理； 3. 了解 TTL與非門的工作原理； 4. 掌握 TTL的外特性； 5. 掌握 扇出系數(shù) 的計算方法 6. 掌握 OC門上拉電阻 的計算方法； 7. 了解 CMOS的外特性。