第2章逻辑门电路(新)

《第2章逻辑门电路(新)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章逻辑门电路(新)（71页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、数字电子技术基础数字电子技术基础第第2章章 逻辑门电路逻辑门电路(书上的第书上的第3章）章） 基本逻辑门电路基本逻辑门电路一、逻辑门电路的分类一、逻辑门电路的分类 1.按基本结构分类按基本结构分类双极型逻辑门双极型逻辑门 单极型逻辑门单极型逻辑门 双极型双极型BJT： 按其结构再细分为 PNP 型和 NPN 型； 构成的集成逻辑门电路有 TTL 逻辑门、ECL 逻辑门、HTL 逻辑门。 其中：TTL集成逻辑门应用的最广泛，由于它的输入输出都采用三极管构成，也称晶体管晶体管晶体管晶体管 逻辑门电路，简称TTL逻辑门。 单极型：单极型：也称场效应管场效应管 可分为结型的结型的(JFET)和绝缘栅的

2、绝缘栅的(IGFET)，即MOS管。 MOS又分PMOS、 NMOS、CMOS。在LSI 和VLSI 中，MOS 型以其集成度高和工艺简单，获得了青睐。2. 按集成度分类按集成度分类小规模集成电路小规模集成电路SSI 中规模集成电路中规模集成电路MSI 大规模集成电路大规模集成电路LSI 超大规模集成电路超大规模集成电路VLSI 小规模集成电路小规模集成电路 SSI ： 集成度10门/片、 100元器件/片， 如逻辑门或 触发器等。 中规模集成电路中规模集成电路 MSI ：集成度：10 99门/片、 100 999元器件/片如译码器、计数器、寄存器等逻辑功能部件。 大规模集成电路大规模集成电路

3、 LSI ：集成度：100 1000门/片、1000 10000元器件/片。 如CPU、存储器、简单的数字逻辑系统等。 超大规模集成电路超大规模集成电路 VLSI集成度： 1000门/片、 10000元器件/片。如单片机、数字逻辑系统等。3. 常用门电路型号常用门电路型号 SN54/74系列系列1.54系列系列军用型：尺寸小、功耗小、可靠性高、工作温度范围大（-55+125 ）。2. 74系列系列民用型，低成本改进型，在一般场合下使用，工作温度（0+70 ）常用集成电路规格一览表类型名称时延ns功耗mv速度功耗乘积ps普通型高速型低功耗型超高速型低功耗超高速型7474H74L74S74LS10

4、63339.510221192100132335719获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态。逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。2.1 半导体器件的开关特半导体器件的开关特性性1 1、二极管的开关特性二极管的开关特性逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。基本和常用门电路: 与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等。二极管符号：正极负极uD + ui RL +uo D开关电路 IF 0.5 0.7iD(mA) uD(V)伏安特性UBR0 + ui=0V RL +uo Dui=0V时的等效电路 + +

5、 ui=5V RL +uo D 0.7Vui=5V 时的等效电路uououi0V时，二极管截止，如同开关断开，uo0V。ui5V时，二极管导通，如同0.7V的电压源，uo4.3V。二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。Ui0.5V时，二极管导通2 2、三、三极管的开关特性极管的开关特性 NPN型三极管截止、放大、饱和3 种工作状态的特点工作状态截 止放 大饱 和条 件iB00iBIBSiBIBS偏置情况发射结反偏集电结反偏uBE0，uBC0，uBC0，uBC0集电极电流iC0iCiBiCICSce间电压uCEVCCuCEVCCiCRcuCEUC

6、ES0.3V工作特点ce间等效电阻很大，相当开关断开可变很小，相当开关闭合Q2ui iB e Rb biC (mA) 直流负载线 VCC Rc 0+VCCiC uo工作原理电路输出特性曲线80A60A40A20AiB=00 UCES VCC uCE(V) 0 0.5 uBE(V)输入特性曲线iB(A)Q1Q Rc cRbRc+VCCbce截止状态饱和状态iBIBSui=UIL0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3VRbRc+VCCbce0.7V0.3V饱和区截止区放大区10kui iB eRb b+VCC=+5ViC uo Rc1k c=40ui=0.3V时，因为时，因为uBE0.5V

7、，iB=0，三极管工作在截止状，三极管工作在截止状态，态，ic=0。因为。因为ic=0，所以输，所以输出电压：出电压：ui=1V时，三极管导通，基极电流：时，三极管导通，基极电流：因为因为0iBIBS，三极管工作，三极管工作在饱和状态。输出电压：在饱和状态。输出电压：uoUCES0.3V2.3 基本逻辑门电路基本逻辑门电路1 1、二极管与门二极管与门+VCC(+5V) R 3k Y D1A D2B5V0VABY &uA uBuYD1 D20V 0V0V 5V5V 0V5V 5V0.7V0.7V0.7V5V导通 导通导通 截止截止 导通截止 截止A BY0 00 11 01 10001Y=ABA

8、 D1B D2 5V 0V YR3k2 2、二极管或门二极管或门ABY 1uA uBuYD1 D20V 0V0V 5V5V 0V5V 5V0V4.3V4.3V4.3V截 止 截 止截 止 导 通导 通 截 止导 通 导 通A BY0 00 11 01 10111Y=A+BA =40+5V Y电路图1逻辑符号AY1k4.3k3 3、三极管非门三极管非门uA0V时，三极管截止，时，三极管截止，iB0，iC0， 输出电压输出电压uYVCC5VuA5V时，三极管导通。基极电流为：时，三极管导通。基极电流为：iBIBS，三极管工作，三极管工作在饱和状态。输出电在饱和状态。输出电压压uYUCES0.3V。

9、mA1mA3 . 47 . 05Bi三极管临界饱和三极管临界饱和时的基极电流为：时的基极电流为：mA16. 01303 . 05BSIAY0110AY AA1电路图逻辑符号YYGSDB+VDD+10V RD20k当当uA0V时，由于时，由于uGSuA0V，小于开启电压，小于开启电压UT，所以所以MOS管截止。输出电压为管截止。输出电压为uYVDD10V。当当uA10V时，由于时，由于uGSuA10V，大于开启电压，大于开启电压UT，所以所以MOS管导通，且工作在可变电阻区，导通电阻很小，管导通，且工作在可变电阻区，导通电阻很小，只有几百欧姆。输出电压为只有几百欧姆。输出电压为uY0V。AY T

10、4 +VCC(+5V) b1 A BR13kT3T2T1Y R4100+VCC(+5V)T5 A BTTL与非门电路T1的等效电路D3c1R13kR2750R3360R53kD1D22.4 TTL逻辑门电路逻辑门电路1 1、TTL与非门与非门输入信号不全为输入信号不全为1：如：如uA=0.3V， uB=3.6V R4 100 T4 A B R1 3k T3 T2 T1 Y +VCC(+5V) T5 R2 750 R3 360 R5 3k 0.7V 0.7V + + - - 3.6V0.3V1V则则uB1=0.3+0.7=1V，T2、T5截止，截止，T3、T4导通导通忽略忽略iB3，输出端的电位

11、为：，输出端的电位为：输出输出Y为高电平。为高电平。uY50.70.73.6VT4ABR13kT3T2T1YR4100+VCC(+5V)T5R2750 R3360 R53k0.7V0.7V+-+-0.3V+-0.3V3.6V3.6V输入信号全为输入信号全为1：如：如uA=uB=3.6V2.1V则则uB1=2.1V，T2、T5导通，导通，T3、T4截止截止输出端的电位为：输出端的电位为： uY=UCES0.3V输出输出Y为低电平。为低电平。BAYuA uBuY0.3V 0.3V0.3V 3.6V3.6V 0.3V3.6V 3.6V3.6V3.6V3.6V0.3VA BY0 00 11 01 11