數(shù)字邏輯電路教程ppt第2章4mos邏輯門(mén)-資料下載頁(yè)
2024-10-05 00:02本頁(yè)面
【正文】 MOS電路還有 NMOS和PMOS兩種電路 。 ? 由于 NMOS的工作速度快 ， 所以多用于制作高性能的存儲(chǔ)器 、 微處理器等大規(guī)模集成電路中 。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? TTL門(mén)和 CMOS的電路結(jié)構(gòu)不同 。 ? 這就決定了它們有各自的特點(diǎn) 。 ? 在使用邏輯門(mén)時(shí) ， 必須考慮它們的特點(diǎn) 。TTL門(mén)和 CMOS門(mén)的特點(diǎn)如下 : 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? TTL門(mén)的輸入端為多發(fā)射極晶體管的發(fā)射極 。 ? TTL門(mén)的輸入端懸空時(shí) ， 不可能有發(fā)射極電流從發(fā)射極流出 。 ? 這與 TTL門(mén)輸入端接高電平時(shí) ， 沒(méi)有發(fā)射極電流從發(fā)射極流出的效果一樣 ， 故認(rèn)為 TTL門(mén)輸入端懸空在邏輯上為 1。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? 而 CMOS門(mén)的輸入端為 NMOS管和 PMOS管的柵極 (接在一起 )， 當(dāng) CMOS門(mén)的輸入端懸空時(shí) ， 不可能在柵一源之間加上電壓 ， 當(dāng)然 MOS管就不會(huì)導(dǎo)通 ， 故不能認(rèn)為 CMOS門(mén)輸入端懸空邏輯上為 l。 ? CMOS門(mén)輸入端懸空在輸入端既末加高電平 ， 也未加低電平 (NMOS門(mén)輸入端懸空可以認(rèn)為邏輯上是 0)。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? “開(kāi)門(mén)電阻 、 關(guān)門(mén)電阻 ” 及輸入負(fù)載特性只適用于 TTL門(mén) ， 而不適用于 CMOS門(mén) 。 ? TTL門(mén)的輸入端為多發(fā)射極晶體管的發(fā)射極 。當(dāng)有發(fā)射極電流從發(fā)射極流出 ， 并通過(guò)接在TTL門(mén)輸入端的電阻 RI到地時(shí) ， 就會(huì)在 RI上產(chǎn)生壓降 ， 即在 TTL門(mén)輸入端加上了電壓 。 ? 便出現(xiàn)了 輸入端接大電阻 (大于開(kāi)門(mén)電阻 )相當(dāng)于接高電平 ， 輸入端接小電阻 (小于關(guān)門(mén)電阻 )相當(dāng)于加低電平 一說(shuō) (T4000系列與非門(mén)的 ROFF較其他系列大很多 )。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? 而 MOS管的柵極電流幾乎為 0， 不可能在RI上產(chǎn)生壓降 ， 無(wú)論加多大電阻 ， 也不可能便 MOS管導(dǎo)通 ， 與末加電壓的效果是一樣的 。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? TTL門(mén)的輸出電阻低 ， 而 CMOS門(mén)的輸出電阻高 。 ? TTL門(mén)輸出為低電平時(shí) ， 輸出級(jí)的 T5管處干飽和導(dǎo)通狀態(tài) ， 輸出電阻很小 (約在10Ω以?xún)?nèi) )。 ? 輸出高電平時(shí) ， T4和 T3管構(gòu)成射極跟隨器 ， 輸出電阻也很低 。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? 由于 CC4000系列門(mén)輸出電路為非門(mén) ， 輸出為高電平時(shí) PMOS管導(dǎo)通 ， NMOS管截止 ， 輸出為低電平時(shí) ， PMOS管截止 ，NMOS管導(dǎo)通 ， 所以 ， 無(wú)論輸出為高電平還是低電平 ,輸出電阻都為 MOS管的導(dǎo)通電阻 。 ? 又由于 MOS管的導(dǎo)通電阻較大 ， 所以 ，CMOS門(mén)的輸出電阻較大 。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? CMOS門(mén)的輸入電流遠(yuǎn)小于 TTL門(mén)的輸入電流 。 ? 由于 CMOS門(mén)采取絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 ， 所以柵極電流幾乎為零 。 ? CMOS或非門(mén) CC400l在 VDD=l8V時(shí) ， 輸入電流 II才等于 177。 ， ? 而 T1000 系列與非門(mén)的 IIH=40μA ，IIL=。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? CMOS門(mén)的功耗較 TTL門(mén)的功耗小很多 。 ? TTL門(mén)的靜態(tài)電源電流為幾十毫安 (T4000系列為幾毫安 )。 ? 而 CMOS門(mén)在 VDD=15V時(shí) ， 靜態(tài)電源電流才 1μA。 ? 可見(jiàn) ， CMOS門(mén)的功耗遠(yuǎn)小于 TTL門(mén)的功耗 。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? CMOS門(mén)的輸出高電平電流和輸出低電平電流相等； ? 而 TTL門(mén)的輸出高電平電流遠(yuǎn)小于輸出低電平電流 ， 而且 CMOS門(mén)輸出低電平電流遠(yuǎn)小于 TTL門(mén)的輸出低電平電流 。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? CMOS門(mén)的扇出系數(shù)大于 TTL門(mén)的扇出系數(shù) ， 但 CMOS的輸出電流特別是低電平電流要遠(yuǎn)小于 TTL門(mén)的輸出低電平電流 。 ? 扇出系數(shù)是指邏輯門(mén)帶同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù) 。由于 CMOS門(mén)的輸入電流非常小 ， 所以CMOS門(mén)的扇出系數(shù)大 。 ? 扇出系數(shù)大只表明帶同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)多 ，而不一定表明輸出電流大 。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? TTL門(mén)的工作速度比 CC4O00系列 CMOS門(mén)的工作速度快 ， 這表現(xiàn)在 TTL門(mén)的傳輸延遲時(shí)間小于 CC4O00系列的傳輸延遲時(shí)間 。 ? TTL門(mén)傳輸延遲時(shí)間在幾一幾十納秒 ，CC4O00系列 CMOS門(mén)的傳輸延遲時(shí)間在幾十一幾百納秒 。 ? 可是 ， 高速 CMOS(54/74HC系列 )的傳輸延遲時(shí)間才為 9ns是普通 CMOS電路的十分之一 ， 與54LS/74LS系列的 TTL電路相當(dāng) 。 ? 另外 ， 高速 CMOS電路使用 5V電源 ， 邏輯電平與 TTL電平兼容 。 集成 TTL和 CMOS門(mén)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ? CMOS門(mén)的抗干擾能力大于 TTL門(mén)的抗干擾能力 。 ? CMOS門(mén)的噪聲容限接近于 VDD/2， 而 TTL門(mén)的噪聲容限才為 。 ? TTL門(mén)的供電電源是固定的 (VCC=5V)， 而CMOS 門(mén)的供電電源是可以改變的(VDD=5~18V)。 ? 使用 CMOS和 TTL時(shí) ， 不用的輸入端都不得懸空 。 ? 使用 CMOS門(mén)時(shí) ， 要注意輸入電路的靜電防護(hù) ，輸入保護(hù)電路的過(guò)流保護(hù) ， CMOS鎖定效應(yīng)的防護(hù) 。 [例 ]試寫(xiě)出由 TTL門(mén)構(gòu)成的邏輯圖如圖所示的輸出 F。 ? 由 TTL門(mén)輸入端懸空邏輯上認(rèn)為是 1可寫(xiě)出 ABAF ????? 11[例 ]試分別寫(xiě)出由 TTL門(mén)和 CMOS門(mén)構(gòu)成的邏輯圖的表達(dá)式或邏輯值。 ? 由 TTL門(mén)組成上面邏輯門(mén)由于 10kΩ大于開(kāi)門(mén)電阻 RON， 所以 ， 無(wú)論 A、 B為何值 0?F[例 ]試分別寫(xiě)出由 TTL門(mén)和 CMOS門(mén)構(gòu)成的邏輯圖的表達(dá)式或邏輯值。 ? 由 CMOS門(mén)組成上面邏輯門(mén)由于 CMOS無(wú)開(kāi)門(mén)電阻和關(guān)門(mén)電阻之說(shuō) ， 所以 ， ABF ?
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