數(shù)字電路第2章邏輯門電路-展示頁
2025-05-21 02:10本頁面
【正文】 100~10000門 /片 或 1000~100000個(gè)元件 /片； 超大規(guī)模集成電路 (VLSI): 10000門 /片以上或 100000個(gè)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。第 2章 邏輯門電路 邏輯門：完成一些基本邏輯功能的電子電路?，F(xiàn)使用的 主要為 集成邏輯門 。 理想開關(guān) : 接通時(shí)阻抗為 零 。 兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 零 。截止時(shí)有一定 的 反向電流 。 半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性 下面以硅二極管為例 D (1) 導(dǎo)通條件及導(dǎo)通時(shí)的特點(diǎn) ID(mA) VD VO 0 硅二極管伏安特性 D + Vi R 電路圖 + Vi R VD 近似等 效電路 + Vi R K 簡化等 效電路 (2) 截止條件及截止時(shí)的特點(diǎn) D + Vi R 電路圖 + Vi R K 簡化等 效電路 (3) 開關(guān)時(shí)間 ① 開啟時(shí)間 : 由反向截止轉(zhuǎn)換為正向?qū)ㄋ枰臅r(shí)間 . 二極管的開啟時(shí)間很小 ,可忽略不計(jì)。 二極管的關(guān)斷時(shí)間大約 幾納秒 。 + _ + _ ~ b c e 飽和時(shí) e c b 截止時(shí) 三極管開關(guān)的近 似直流等效電路 (3) 開關(guān)時(shí)間 開啟時(shí)間 ton : 三極管由截止到飽和所需要的時(shí)間 , 納秒 (ns)級。 toff的大小與工作時(shí)三極管飽和導(dǎo)通的深度有關(guān) ,飽和程度越深 , toff 越長 ,反之則越短。 MOS管作開關(guān)使用時(shí)，通常工作在 截止 區(qū)和 非飽和 區(qū)。 NMOS 管開關(guān) 電路 (1) 導(dǎo)通條件及導(dǎo)通時(shí)的特點(diǎn) (以 NMOS管為例 ) 導(dǎo)通條件 : VGS VTN (VTN為 NMOS管的開啟電壓 ) 導(dǎo)通時(shí)的特點(diǎn) : 在開關(guān)電路中 ,MOS管導(dǎo)通時(shí)一般工作在非飽和區(qū) ,這時(shí)要求 VGS VTN +VDS ,導(dǎo)通電阻 RDS為 幾百 歐姆。 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(shí)間 MOS管本身的開關(guān)時(shí)間很小 .組成開關(guān)電路時(shí) ,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(shí)間常數(shù) 增加 ,影響了開關(guān)時(shí)間。 A B C F 邏輯符號 DA DB DC RO VCC(5V) A B C F 原理圖 假設(shè) ：二極管為理想開關(guān)； 輸入信號 VIL=0V,VIH=3V. 綜上所述 :電路為二極管 與門 DA DB DC RO VCC(5V) A B C F 分兩種情況分析： 1) A、 B、 C三端輸入均為 3V 二極管 DA、 DB、 DC均導(dǎo)通 F=3V 3V 3V 3V 3V 2) A、 B、 C三端輸入有 0V信號輸入時(shí)，如 A、 B為 0V, C端輸入 3V 二極管 DA、 DB導(dǎo)通 ,DC截止 F=0V 0V0V 0V 2. 二極管或門 ≥1 A B C F 邏輯符號 3V 3V 3V 0V 0V 0V 0V DA DB DC RO VCC(5V) A B C F 原理圖 假設(shè) ：二極管為理想開關(guān)； 輸入信號 VIL=0V,VIH=3V。 RC R1 Vi Vo Vcc(3V) 三極管非門電路 R2 VBB(5V) 10kΩ 1kΩ VB 而三極管飽和時(shí)所需要的最小基極電流 IBS=ICS/β=(Vcc－ VCE)/(RC因?yàn)轱柡蜁r(shí) VB=,基極電流 IB=(Vi－ VB)/R1－ (VB － VBB)/R2 =(3 － )/ － ( － (－ 5))/10 = RC R1 Vi Vo Vcc(3V) 三極管非門電路 R2 VBB(5V) 10kΩ 1kΩ VB 結(jié)論 : 由于 IBIBS所以 ,三 極管飽和 .輸出為 低電平 . VO=~ TTL電路分類 : 中速 TTL、 高速 TTL(HTTL)、 肖特基 TTL(STTL)、 低功耗 TTL(LTTL) 、 低功耗肖特基 TTL(LSTTL) 、 先進(jìn)低功耗肖特基 TTL(ALSTTL)等。 TTL與非門 典型
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