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1、第二章門電路§2-1概述§2-2二極管、三極管、MOS管開關(guān)等效電路§2-3最簡單的與、或、非門電路§2-5CMOS門電路§2-4TTL門電路§2—1.概述如果以輸出的高電平表示邏輯“1”,則為正邏輯,反之為負(fù)邏輯。用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路統(tǒng)稱為門電路一、門電路二、正、負(fù)邏輯本課件中,全部采用正邏輯。§2—2.二極管三極管和MOS管開關(guān)等效電路開關(guān)閉合當(dāng)Ua>Ub時,D導(dǎo)通開關(guān)斷開當(dāng)Ua≤Ub時,D截止當(dāng)Ub為高電平UIH時,T飽和當(dāng)Ub為低電平UIL時,T截止開關(guān)閉合開關(guān)斷開一、二極管開關(guān)等效電路(理想情況下)二、三極管開關(guān)等效電路(理想情
2、況下)三.MOS管開關(guān)等效電路(理想情況下)當(dāng)UGS≥2v時,當(dāng)UGS<2v時,2.PMOS管開關(guān)等效電路。當(dāng)UGS≤-2v時,當(dāng)UGS>-2v時,(等效開關(guān)圖同上)TN截止1、NMOS管開關(guān)等效電路TN導(dǎo)通:TP導(dǎo)通:TP截止:§2—3最簡單的與、或、非門電路2-3-1二極管與門2.工作原理DaDbUYUaUb0003v3v03v3v3.真值表(狀態(tài)表)4.輸出函數(shù)式Y(jié)=A?B5.邏輯符號&YAB0O011011Y0001導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止0.7V0.7V0.7V3.7vAB1.電路組成(以二輸入為例)+VCCRABYDaDb設(shè):VCC=5V,U
3、IH=3v,UIL=0v二極管正向壓降0.7V。1。電路組成(以二輸入為例)2。工作原理UaUb0003v3v03v3v3。真值表AB00011011Y01114.輸出函數(shù)式Y(jié)=A+B5。邏輯符號截止截止截止截止導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通DaDbUY2.3v2.3v2.3vYAB≥102-3-2二極管或門-VEEVcc3.真值表A01Y104.輸出函數(shù)式Y(jié)=A5.邏輯符號1AY2.工作原理注:為了保證在輸入低電平時三極管可靠截止,常將電路接成上圖形式。由于接入了負(fù)電源VEE,即使輸入低電平信號稍大于零,也能使三極管的基極為負(fù)電位,使三極管可靠截止,輸出為高電平。1。電原理
4、圖Ua03vT截止飽和UY02-3-3.三極管非門2-3-4.其它門電路一、其它門電路其它門電路有與非門、或非門、同或門、異或門等等。(略)二、門電路的“封鎖”和“打開”問題&ABCY當(dāng)C=1時,Y=AB.1=AB與門打開,與功能成立。當(dāng)C=0時,Y=AB.0=0與門封鎖,與門不能工作?!軦BCY當(dāng)C=1時,Y=A+B+1=1或門封鎖,或門不能工作。當(dāng)C=0時,Y=A+B+0=A+B或門打開,或功能成立。能“打開”或者“封鎖”門電路的信號叫“控制信號”。控制信號的輸入端叫“控制端”,或“使能端”。與門、與非門可用“0”封鎖,用“1”打開;或門、或非門可用“1”封
5、鎖,用“0”打開;VCD§2-4TTL門電路3、真值表和邏輯符號A01Y101、電路結(jié)構(gòu)圖輸入級倒相級輸出級2、工作原理設(shè)Vcc=5V,UIH=3.4v,UIL=0.2v,PN結(jié)的導(dǎo)通電壓為0.7v。1AY2.1VUAT1發(fā)射結(jié)UB1T2T3T4UY0.2V導(dǎo)通0.9v截止導(dǎo)通截止3.4v3.4V導(dǎo)通4.1v導(dǎo)通截止導(dǎo)通0.2v?T1集電結(jié)截止導(dǎo)通T1T2T3T4R1Y+VCCAUB12-4-1TTL非門T2,T4導(dǎo)通后,把UB1鉗制在2.1V。此時:T1處于倒置工作狀態(tài);β、IIH都很小,74系列門電路的每個輸入端的IIH≤40μA。IIHT1UB13.4V2
6、.1V1.4V5、電壓傳輸特性當(dāng)非門的UIUTH當(dāng)非門的UI≤UTH時,TTL門電路有71?74系列,74系列的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù):UOH(min)=2.4vUOL(max)=0.4vUIH(min)=2.0vUIL(max)=0.8v≥UTH時,TTL非門的電壓傳輸特性如圖,其轉(zhuǎn)折區(qū)對應(yīng)的輸入電壓叫閾值電壓,記為UTHVO/VVI/V3210.51.01.5OUTH=1.4v=U0LU0U0=U0H因?yàn)椋?.輸入為高電平(UIH≥2v)時等效簡化電路如圖:T1管倒置工作β?0,高電平輸入電流IIH很小,為?A級。低電平輸入電流IIL較大,當(dāng)Vcc=5v,UIL=0.2v
7、時,IIL?1mA。輸入簡化電路如圖:一.輸入特性(討論T1管)1.輸入低電平(UIL≤0.8v)時近似分析時,常用IIS來代替。IIS是輸入短路(UIL=0)時的電流。74系列門電路的每個輸入端的IIH≤40μA。+VCCR1T1UILIIL截止+VCCR1T1UIHIIH導(dǎo)通be2be42-4-2TTL非門的靜態(tài)輸入特性和輸出特性二.輸出特性1.輸出為低電平時(U0=U0L≤0.4V)輸出端帶負(fù)載的情形如圖:低電平輸出電流:IOL=N1·IIL?N1·IIS由于T4管的導(dǎo)通電阻為RON,N1是輸出低電平時負(fù)載門的數(shù)目。所以,UOL=IOL·RON。為了保證U
8、OL≤0.4v,要限制負(fù)