康华光数电第五版ppt课件

.,逻辑真值表,.,（3）采用输入级以提高工作速度,当TTL反相器I由3.6V变0.2V的瞬间,T2、T3管的状态变化滞后于T1管，仍处于导通状态。,T1管Je正偏、Jc反偏，T1工作在放大状态。,T1管射极电流（1+1）iB1很快地从T2的基区抽走多余的存储电荷,从而加速了输出由低电平到高电平的转换。,.,（4）采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力,当O=0.2V时,当输出为低电平时，T4截止，T3饱和导通，其饱和电流全部用来驱动负载,a)带负载能力,.,当O=3.6V时,O由低到高电平跳变的瞬间，CL充电，其时间常数很小使输出波形上升沿陡直。而当O由高变低后，CL很快放电，输出波形的下降沿也很好。,T3截止，T4组成的电压跟随器的输出电阻很小，输出高电平稳定，带负载能力也较强。,输出端接负载电容CL时，,b)输出级对提高开关速度的作用,.,1.TTL与非门电路,多发射极BJT,3.2.4TTL逻辑门电路,.,TTL与非门电路的工作原理,任一输入端为低电平时:,TTL与非门各级工作状态,当全部输入端为高电平时：,输出低电平,输出高电平,.,2.TTL或非门,若A、B中有一个为高电平:,若A、B均为低电平:,T2A和T2B均将截止，T3截止。T4和D饱和，输出为高电平。,T2A或T2B将饱和，T3饱和，T4截止，输出为低电平。,逻辑表达式,.,vOH,vOL,输出为低电平的逻辑门输出级的损坏,3.2.5集电极开路门和三态门电路,1.集电极开路门电路,.,a）集电极开路与非门电路,b）使用时的外电路连接,C）逻辑功能,OC门输出端连接实现线与,.,2.三态与非门(TSL),当CS=3.6V时,三态与非门真值表,.,当CS=0.2V时,.,特点:功耗低、速度快、驱动力强,3.2.6BiCMOS门电路,I为高电平:,MN、M1和T2导通，MP、M2和T1截止，输出O为低电平。,工作原理:,M1的导通,迅速拉走T1的基区存储电荷;M2截止,MN的输出电流全部作为T2管的驱动电流,M1、M2加快输出状态的转换,.,I为低电平:,MP、M2和T1导通，MN、M1和T2截止，输出O为高电平。,T2基区的存储电荷通过M2而消散。,M1、M2加快输出状态的转换电路的开关速度可得到改善,M1截止，MP的输出电流全部作为T1的驱动电流。,.,3.5.1正负逻辑问题,3.5逻辑描述中的几个问题,3.5.2基本逻辑门的等效符号及其应用,.,3.5.1正负逻辑问题,1.正负逻辑的规定,正逻辑,负逻辑,3.5逻辑描述中的几个问题,正逻辑体制:将高电平用逻辑1表示，低电平用逻辑0表示,负逻辑体制:将高电平用逻辑0表示，低电平用逻辑1表示,.,_与非门,采用正逻辑,_或非门,采用负逻辑,与非或非,2.正负逻辑等效变换,与或,非非,.,3.5.2基本逻辑门电路的等效符号及其应用,1、基本逻辑门电路的等效符号,与非门及其等效符号,系统输入信号中，有的是高电平有效，有的是低电平有效。,低电平有效，输入端加小圆圈；高电平有效，输入端不加小圆圈。,.,或非门及其等效符号,.,.,逻辑门等效符号的应用,利用逻辑门等效符号，可实现对逻辑电路进行变换，以简化电路，能减少实现电路的门的种类。,.,end,控制电路,逻辑门等效符号强调低电平有效,.,如RE、AL都要求高电平有效，EN高电平有效,.,3.6逻辑门电路使用中的几个实际问题,3.6.1各种门电路之间的接口问题,3.6.2门电路带负载时的接口问题,.,1)驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）。,在数字电路或系统的设计中，往往将TTL和CMOS两种器件混合使用，以满足工作速度或者功耗指标的要求。由于每种器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时，要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：,2)驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流（属于门电路的扇出数问题）；,3.6.1各种门电路之间的接口问题,.,负载器件所要求的输入电压,VOH(min)VIH(min),VOL(max)VIL(max),.,灌电流,IIL,IOL,拉电流,IIH,IOH,对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流,.,驱动电路必须能为负载电路提供足够的驱动电流,驱动电路负载电路,1、）VOH(min)VIH(min),2、）VOL(max)VIL(max),驱动电路必须能为负载电路提供合乎相应标准的高、低电平,.,2、CMOS门驱动TTL门,VOH（min)=4.9VVOL(max)=0.1V,TTL门（74系列）：VIH(min)=2VVIL(max)=0.8V,IOH（max)=-0.51mA,IIH（max)=20A,VOH(min)VIH(min),VOL(max)VIL(max),带拉电流负载,输出、输入电压,带灌电流负载?,CMOS门(4000系列）：,IOL（max)=0.51mA,IIL（max)=-0.4mA，,.,例用一个74HC00与非门电路驱动一个74系列TTL反相器和六个74LS系列逻辑门电路。试验算此时的CMOS门电路是否过载？,VOH(min)VIH(min),VOL(max)VIL(max),.,总的输入电流IIL(total)=1.6mA+60.4mA=4mA,灌电流情况,拉电流情况,74HC00:IOH(max)=4mA74系列反相器:IIH(max)=0.04mA74LS门：IIH(max)=0.02mA,总的输入电流IIH(total)=0.04mA+60.02mA=0.16mA,74HC00:IOL(max)=4mA74系列反相器:IIL(max)=1.6mA74LS门：IIL(max)=0.4mA,驱动电路能为负载电路提供足够的驱动电流,.,3.TTL门驱动CMOS门(如74HC）,式2、3、4、都能满足，但式1VOH(min)VIH(min)不满足,（IO：TTL输出级T3截止管的漏电流）,.,1.用门电路直接驱动显示器件,3.6.2门电路带负载时的接口电路,门电路的输入为低电平，输出为高电平时，LED发光,当输入信号为高电平，输出为低电平时,LED发光,.,解：LED正常发光需要几mA的电流，并且导通时的压降VF为1.6V。根据附录A查得，当VCC=5V时，VOL=0.1V，IOL(max)=4mA，因此ID取值不能超过4mA。限流电阻的最小值为,例3.6.2试用74HC04六个CMOS反相器中的一个作为接口电路，使门电路的输入为高电平时，LED导通发光。,.,2.机电性负载接口,用各种数字电路来控制机电性系统的功能,而机电系统所需的工作电压和工作电流比较大。要使这些