數(shù)字電路第2章邏輯門(mén)電路(參考版)
2025-05-13 02:10本頁(yè)面
【正文】 。 2. 由 CMOS 到 TTL的接口電路 由 CMOS到 TTL的接口電路 ,除考慮電壓匹配外 ,還得考慮驅(qū)動(dòng)電流 (CMOS電路允許的 最大灌電流 為 ,而 TTL門(mén)的 輸入短路電流 大于 1mA), 常用方法有 : ① 采用 CMOS緩沖轉(zhuǎn)換器 1 1 TTL CMOS VDD(3~18V) 1 VCC(5V) 緩沖 /轉(zhuǎn)換器 ② 將同一封裝內(nèi)的 CMOS電路并接使用 ,以增大輸出灌電 流。 TTL與 CMOS電路的接口 1. 由 TTL到 CMOS的接口電路 驅(qū)動(dòng)門(mén)為 TTL電路 ,負(fù)載門(mén)為 CMOS電路 ,主要考慮的是 電平匹配 ,連接方法有多種： ① 若 CMOS門(mén)的電源為 5V（和 TTL門(mén)相同） 1 1 TTL CMOS 5V R ② 若 CMOS門(mén)的電源不為 5V（和 TTL門(mén)不同） ,則 TTL 電路可采用 OC門(mén)。 (2) 傳輸門(mén)和非門(mén)結(jié)合 ,可組成模擬開(kāi)關(guān)。 4) CMOS傳輸門(mén) (TG門(mén) ) TG C C Vi Vo VDD Vi Vo C C T1 T2 工作原理：設(shè)兩管開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值為 2V,VDD=信號(hào)在 0~5V內(nèi)連續(xù)變化。 EN=1 F對(duì)外呈高阻。 2) 當(dāng) A=1(VDD)時(shí) , T1管導(dǎo)通 , T2管截止 ,F=0。 圖中驅(qū)動(dòng)管 T1為 NMOS管 ,負(fù)載管 T2為 PMOS管 ,為保證電路正常工作 ,電源電壓 VDD大于兩管的開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值之和。 2) 與或非門(mén) A F VDD R C B D *在 MNOS門(mén)電路中 ,驅(qū)動(dòng)管 串聯(lián)的個(gè)數(shù)不能太多 ,否則 將影響輸出邏輯的低電平值。 2)T1管為驅(qū)動(dòng)管 ,A為 1時(shí)導(dǎo)通 ,輸出 低電平 , A為 0時(shí)截止 ,輸出高電平。 特別適用于中、大規(guī)模集成電路的制造，是目前集成電路中的主打產(chǎn)品。 功耗包括電流開(kāi)關(guān)、射極跟隨器、參考電源。 輸入阻抗高輸出阻抗低。 ECL門(mén)電路的主要特點(diǎn) 1. 速度快 1) 開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)工作在非飽和狀態(tài) ,消除了存儲(chǔ)電荷效應(yīng) 。 ViH=－ 。 設(shè) : VR=－ 。 ECL門(mén)電路 (Emitter Coupled Logic) ECL門(mén)電路是一種新型高速邏輯電路 ,內(nèi)部采用高速 電流開(kāi)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(chǔ)電荷對(duì)速度的影響。 三態(tài)門(mén)的基本用途為實(shí)現(xiàn)用一根導(dǎo)線(xiàn)輪流傳輸幾個(gè)不同的數(shù)據(jù)或控制信號(hào) ,通常將接受多個(gè)門(mén)的輸出信號(hào)的線(xiàn)稱(chēng)為 總線(xiàn) 。 1) 當(dāng) EN=1時(shí) ,P=1,二極管截止 ,電路等效為普通與非門(mén)。 2. 三態(tài)輸出門(mén) (TSL門(mén) ) 三態(tài)門(mén) (TSL門(mén) )的輸出有三個(gè)狀態(tài) ,即 : 0,1和 高阻 ,在使用中 ,由控制端 (稱(chēng)使能控制端 )來(lái)控制電路的輸出狀態(tài)。 OC門(mén)的缺點(diǎn) ：工作速度慢。 amp。 ② 由于 OC門(mén)的集電極是開(kāi)路的 ,要實(shí)現(xiàn)正常的邏輯功能 ,需外加上拉電阻 。 amp。 (OC門(mén) ) (以與非門(mén)為例說(shuō)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。 TTL集成電路系列型號(hào)及性能表 系 列 標(biāo)準(zhǔn)系列 低功耗肖 特基系列 肖特基系列 先進(jìn)低功耗 肖特基系列 高速系列 先進(jìn)肖特 基系列 快速系列 低功耗系列 型號(hào)舉例 7400 74LS00 74S00 74ALS00 74F00 74AS00 74H00 74l00 功耗 /門(mén) P(mW) 10 2 19 1 4 10 22 1 傳輸時(shí)延 tpd(ns) 10 10 3 4 3 6 35 時(shí)延功耗積 P tpd(PJ) 100 20 57 4 12 15 132 35 電源電壓 VCC=5V 邏輯擺幅 其它類(lèi)型的 TTL門(mén)電路 除與非門(mén)外 ,TTL電路產(chǎn)品中還有各種功能的門(mén) ,如或非門(mén)、異或門(mén)等。 2)電源的動(dòng)態(tài)尖峰電流通過(guò)電源和地線(xiàn)的內(nèi)阻 ,形成系統(tǒng) 內(nèi)部的噪聲源。 在動(dòng)態(tài)情況下 ,特別是當(dāng)輸出電平由 低 突然變?yōu)?高 的過(guò)渡過(guò)程中 ,在某個(gè) 瞬間 ,會(huì)使門(mén)電路中的所有管子均導(dǎo)通 ,使電源電流出現(xiàn) 尖峰脈沖 .尖峰電流 有時(shí)可達(dá) 40mA。 NOH=IOHmax/IIH=400/40=10 IH=NIIH (IIH為 負(fù)載門(mén) 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(mén)的動(dòng)態(tài)特性 1. 傳輸延遲時(shí)間 tpd 傳輸延遲時(shí)間指門(mén)電路的輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)的延遲時(shí)間。稱(chēng)帶灌電流負(fù)載能力 IOLmax=16mA 一個(gè)門(mén)在低電平時(shí)能驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的最大個(gè)數(shù)為 : N
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