【正文】 海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院二、 CMOS與非門 由兩個(gè)串聯(lián)的 NMOS管和兩個(gè)并聯(lián)的 PMOS管構(gòu)成的兩輸入端的 CMOS與非門電路如下圖所示。 工作原理： vi=0V， TN截止， TP導(dǎo)通， vO≈VDD為高電平； vi = VDD， TN導(dǎo)通， TP截止， vO≈0V。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院一、 CMOS反相器 由一個(gè) N溝道增強(qiáng)型 MOS管 TN和一個(gè) P溝道增強(qiáng)型 MOS管 TP組成的 CMOS反相器如下圖所示。 相比之下 ， CMOS電路性能更優(yōu) ， 是當(dāng)前應(yīng)用較普遍的邏輯電路之一 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 CMOS集成邏輯門電路 MOS型集成門電路的主要 優(yōu)點(diǎn)：制造工藝簡(jiǎn)單、集成度高、功耗小、抗干擾能力強(qiáng)等；主要缺點(diǎn)：速度相對(duì) TTL電路較低 。 圖中： EN=1時(shí) : G1工作 ， G2處于高阻狀態(tài) ， 數(shù)據(jù) D1被取反后送至總線； EN=0時(shí) : G2工作 ， G1處于高阻狀態(tài) ， 總線上的數(shù)據(jù)被取反后送到數(shù)據(jù)端 D2。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 三態(tài)門常用于總線傳輸控制 。 另一方面由于二極管導(dǎo)通 ， 迫使 T3的基極電位變低 ， 致 使 T T4也截止 。 注意 ! 三態(tài)門不是指具有三種邏輯值。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 (2) 三態(tài)輸出門 (TS門 ) 三態(tài)輸出門有三種輸出狀態(tài)： 輸出高電平、輸出低電平和高阻狀態(tài)，前兩種狀態(tài)為工作狀態(tài)，后一種狀態(tài)為禁止?fàn)顟B(tài) 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 注意 ！ 集電極開路與非門只有在外接負(fù)載電阻 RL和 電源 U’CC后才能正常工作 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院2. 兩種特殊的門電路 (1) 集電極開路門 (OC門 ) 集電極開路門 (Open Collector Gate）是一種輸出端可以直接相互連接的特殊邏輯門，簡(jiǎn)稱 OC門。7402的引腳分配圖如下圖所示。此外，還有兩種特殊門電路 —— 集電極開路門 (OC門 )和三 態(tài)門 (TS門 )。 7400的引腳分配圖如圖 (a)所示； 7420的引腳分配圖 如圖 (b)所示 。 輸出為低電平時(shí)的功耗稱為空載導(dǎo)通功耗 PON， 輸出為 高電平時(shí)的功耗稱為空載截止功耗 POFF 。通常 將從輸入波上沿中點(diǎn)到輸出波下沿中點(diǎn)的 時(shí)間延遲稱為導(dǎo)通延遲時(shí)間 tpdL；從輸入 波下沿中點(diǎn)到輸出波上沿中點(diǎn)的時(shí)間延遲 稱為截止延遲時(shí)間 tpdH。 (8) 高電平輸入電流 IiH： 指某一輸入端接高電平 ， 而其他輸入端接地 時(shí) ， 流入高電平輸入端的電流 ， 又稱為輸入 漏電流 。 (6) 扇出系數(shù) No： 指與非門輸出端連接同類門的最多個(gè)數(shù)。 VOFF 的產(chǎn)品規(guī)范值 VOFF≥ 。 VON的產(chǎn)品規(guī)范值為 VON≤ 。 VOH的典型值是 。 VOL的典型值是 。 輸出與輸入之間為 “ 與非 ” 邏輯 ， 即 A B CF ?上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院2. 主要外部特性參數(shù) TTL與非門的主要外部特性參數(shù)有輸出邏輯電平 、 開門電平 、 關(guān)門電平 、 扇入系數(shù) 、 扇出系數(shù) 、 平均傳輸時(shí)延和空載功耗等 。 實(shí)現(xiàn)了 “輸入有低，輸出為高” 的邏輯功能。該電壓作用于 T1的集電結(jié)和 TT4的發(fā)射結(jié)上，不可能使 T2和 T4導(dǎo)通。 實(shí)現(xiàn)了 “ 輸入全高 ， 輸出為低 ” 的邏輯關(guān)系 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院(2) 工作原理 邏輯功能分析如下： ※ 輸入端全部接高電平 ()： 電源 Vcc通過 R1和 T1的集電結(jié)向 T2提供足夠的基極電流 ， 使 T2飽和導(dǎo)通 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院一、典型 TTL與非門 該電路可按 圖中虛線劃分為 三部分： 輸入級(jí) —— 由多發(fā)射極晶體管 T1和電阻 R1組成； 中間級(jí) —— 由晶體管 T2和電阻 R R3組成； 輸出級(jí) —— 由晶體管 T T D4和電阻 R R5組成。 TTL電路的功耗大、線路較復(fù)雜，使其集成度受到 一定的限制，故廣泛應(yīng)用于中小規(guī)模邏輯電路中。 對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理只要求作一般了解 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 邏 輯 門 電 路 實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和常用復(fù)合邏輯運(yùn)算的邏輯器件統(tǒng)稱為邏輯門電路 ， 它們是組成數(shù)字系統(tǒng)的基本單元電路 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 為了提高 MOS器件的工作速度 ， 引入了 CMOS電路 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院二、動(dòng)態(tài)特性 MOS管本身導(dǎo)通和截止時(shí)電荷積累和消散的時(shí)間很小。 工作特性如下： 當(dāng) VGS＜開啟電壓 VTN時(shí)： MOS管工作在截止區(qū) ， 輸出電壓 vDS ≈VDD， MOS管處于 “ 斷開 ” 狀態(tài) 。 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 MOS管的開關(guān)特性 一、靜態(tài)特性 MOS管作為開關(guān)元件，同樣是工作在截止或?qū)▋煞N狀態(tài)。 時(shí)間 ton =延遲時(shí)間 td +上升時(shí)間 tr 2. 關(guān)閉時(shí)間 （ toff ） 關(guān)閉時(shí)間 ： 三極管從飽和狀態(tài)到截止?fàn)顟B(tài)所需要的時(shí)間 。 因此 ， 兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換也需要一定的時(shí)間才能完成 。 電路在三極管 截止 與 飽和 狀態(tài)下的等效電路如下 : 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 晶體三極管在飽和與截止兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中具有的特性稱為三極管的動(dòng)態(tài)特性 。 一、靜態(tài)特性 上海電力學(xué)院 Shanghai University of Electronic Power 上海電力學(xué)院 晶體三極管在截止與飽和這兩種穩(wěn)態(tài)下的特性稱為三極