数字电路电气知识

1、精选精选ppt1 1第第3 3章章 数字电路数字电路介绍数字电路中的电气知识介绍数字电路中的电气知识数字逻辑设计及应用数字逻辑设计及应用精选精选ppt2 2回回 顾顾CMOSCMOS稳态电气特性稳态电气特性逻辑电压电平和噪声容限逻辑电压电平和噪声容限带电阻负载的电路特性、扇出带电阻负载的电路特性、扇出非理想输入、电流尖峰和去耦电容器非理想输入、电流尖峰和去耦电容器不用的不用的CMOS输入端输入端CMOSCMOS动态电气特性动态电气特性速度：转换时间、传播延迟速度：转换时间、传播延迟功耗：静态、动态功耗：静态、动态精选精选ppt3 3回回 顾顾其他其他CMOSCMOS输入输出结构输入输出结构传输

2、门传输门施密特触发器输入施密特触发器输入三态输出三态输出漏极开路输出漏极开路输出ENEN_LABABZ逻辑符号：逻辑符号：AENOUT高阻态、低态、高态高阻态、低态、高态ABZVCCVCCR 上拉电阻上拉电阻线与线与精选精选ppt4 43.9 3.9 双极逻辑双极逻辑二极管开关特性二极管开关特性二极管逻辑二极管逻辑+RfVd正偏正偏（导通）（导通）+反偏反偏（截止）（截止）ABD1D2RVCCY 电平偏移电平偏移 不能直接驱动负载不能直接驱动负载精选精选ppt5 5双极结型晶体管双极结型晶体管截止区截止区放大区放大区饱和区饱和区基极基极basecollector集电极集电极发射极发射极emit

3、terVCCvo+-vi+-RBRCiC三极管反相器三极管反相器精选精选ppt6 6肖特基晶体管肖特基晶体管三极管内部电荷的建立和消散都需要时间三极管内部电荷的建立和消散都需要时间 存储时间（传输延迟的重要部分）存储时间（传输延迟的重要部分）确保晶体管正常工作时不进入深度饱和确保晶体管正常工作时不进入深度饱和利用肖特基二极管利用肖特基二极管基极基极集电极集电极发射极发射极精选精选ppt7 73.10 3.10 晶体管晶体管逻辑晶体管晶体管逻辑TTL与非门工作原理与非门工作原理TTL逻辑的电气特性逻辑的电气特性逻辑电平和噪声容限逻辑电平和噪声容限扇出、驱动能力、电阻性负载特性扇出、驱动能力、电阻

4、性负载特性不用的输入端不用的输入端其它其它TTL电路电路或非门、非反相门或非门、非反相门三态输出、集电极开路三态输出、集电极开路OC门门 TTL TTL系列系列 低态：低态：0.00.00.80.8V V 高态：高态：2.05.02.05.0V V精选精选ppt8 8ABZVCC = +5VQ2Q3Q4Q5Q6D1AD1B二极管与门二极管与门输入输入保护保护分分相相器器推拉式输出推拉式输出精选精选ppt9 9推拉式输出推拉式输出分分相相器器二极管与门二极管与门输入输入保护保护低低导导通通截截止止截止截止高高高高低低ABZVCC = +5VQ2Q3Q4Q5Q6D1AD1B精选精选ppt1010推

5、拉式输出推拉式输出分分相相器器二极管与门二极管与门输入输入保护保护高高截截止止导导通通导通导通低低1.0V0.7VABZVCC = +5VQ2Q3Q4Q5Q6D1AD1B精选精选ppt11 11逻辑系列逻辑系列3.8 3.8 CMOSCMOS系列系列HC、HCT 高速高速VHC、VHCTFCT、FCT-T3.11 3.11 TTLTTL系列系列H高速高速S肖特基肖特基L低功耗（低功耗（LS）A高级（高级（AS、ALS）F快速快速7454FAM nn器件标号器件标号功功能能对称输出驱动对称输出驱动精选精选ppt12123.12 CMOS/TTL3.12 CMOS/TTL接口接口需要考虑：噪声容限

6、、扇出、电容负载需要考虑：噪声容限、扇出、电容负载不正常状态不正常状态VOLmax0.5VOHmin2.7VIHmin2.0VOLmax0.8TTL不正常状态不正常状态VOLmax0.33VOLmax0.8VIHmin2.0VOHmin3.84CMOS精选精选ppt131374HCT驱动驱动74LS 高态高态: 3.84 2.0 = 1.84V 低态低态: | 0.33 0.8 | = 0.47V不正常状态不正常状态VOLmax0.33VOLmax0.8VIHmin2.0VOHmin3.8474HCT不正常状态不正常状态VOLmax0.5VOHmin2.7VIHmin2.0VOLmax0.87

7、4LS74LS驱动驱动74HCT 高态高态: 2.7 2.0 = 0.7V 低态低态: | 0.5 0.8 | = 0.3V1 1、直流噪声容限、直流噪声容限精选精选ppt141474HCT74HCT驱动驱动7474LSLS 低态扇出：低态扇出：2 2、扇出、扇出104 . 04 mAmAIIILOL 高态扇出：高态扇出：200204 AmAIIIHOH 高态剩余驱动能力：高态剩余驱动能力：CMOS: 74HCTIOH = 4 mAIOL = 4 mAIIH = 1 AIIL = 1 ATTL: 74LSIOH = 400 AIOL = 8 mAIIH = 20 AIIL = 0.4 mAmA

8、AmA8 . 32004 总扇出总扇出精选精选ppt15152 2、扇出、扇出CMOS: 74HCTIOH = 4 mAIOL = 4 mAIIH = 1 AIIL = 1 ATTL: 74LSIOH = 400 AIOL = 8 mAIIH = 20 AIIL = 0.4 mA思考：思考：7474LS(TTL)LS(TTL)驱动驱动7474HCT(CMOS)HCT(CMOS)的情况？的情况？为什么说用为什么说用TTLTTL驱动驱动TTLTTL兼容的兼容的CMOSCMOS输入端几乎不用考虑直流扇出的限制？输入端几乎不用考虑直流扇出的限制？P96表表3-6P97表表3-7P115表表3-11精选

9、精选ppt16163.13 3.13 低电压低电压CMOSCMOS逻辑和接口逻辑和接口为什么使用低电压？为什么使用低电压？减小电源电压可以减小动态功耗减小电源电压可以减小动态功耗更小的尺寸、更高的集成度更小的尺寸、更高的集成度3.3 0.3V 2.5 0.5V 1.8 0.15V精选精选ppt1717LVTTLLVTTL输出可直接输出可直接驱动驱动TTLTTL输入端输入端如果输入是如果输入是5 5V V容容许的，许的，TTLTTL输出可输出可驱动驱动LVTTLLVTTL输入端输入端如果如果LVTTLLVTTL输出是输出是5 5V V容许的，容许的，TTLTTL和和LVTTLLVTTL三态输出可

10、三态输出可驱动同一总线驱动同一总线精选精选ppt18183.14 3.14 发射极耦合逻辑发射极耦合逻辑ECLECL如何提高速度？如何提高速度？ 防止晶体管饱和防止晶体管饱和电流型逻辑（电流型逻辑（CML）（currentmode logic，CML）也称为：发射极耦合（也称为：发射极耦合（ECL）（ emitter-coupled logic emitter-coupled logic ）精选精选ppt1919输入低态：输入低态：3.63.6V VVCC = 5.0VR1300 R2330 INOUT1OUT2VBB 4.0VR31.3k VEE = 0.0VQ1 Q2Q2Q2抢先导通抢先导

11、通3.4V基本基本CMLCML电路电路Q1Q1截止截止OUT1 = 5.0VOUT1 = 5.0VOUT2 = 4.2VOUT2 = 4.2V输出高态输出高态5.05.0V V4.24.2V V精选精选ppt2020基本基本CMLCML电路电路输入高态：输入高态：4.44.4V VVCC = 5.0VR1300 R2330 INOUT1OUT2VBB 4.0VR31.3k VEE = 0.0VQ1 Q2Q1Q1抢先导通抢先导通3.8VQ2Q2截止截止OUT2 = 5.0VOUT2 = 5.0VOUT1 = 4.2VOUT1 = 4.2V输出低态输出低态4.24.2V V5.05.0V V差分输

12、出差分输出differential outputdifferential output精选精选ppt2121第第3 3章章 小结小结正逻辑表示和负逻辑表示正逻辑表示和负逻辑表示三种基本逻辑运算：与、或、非三种基本逻辑运算：与、或、非逻辑表达式、真值表、逻辑符号逻辑表达式、真值表、逻辑符号作为电子开关运用的二极管、双极型晶体作为电子开关运用的二极管、双极型晶体管、管、MOS场效应管的工作方式场效应管的工作方式逻辑系列：逻辑系列：CMOS系列和系列和TTL系列系列CMOS反相器的构成及工作状态分析反相器的构成及工作状态分析精选精选ppt2222第第3 3章章 小结（续）小结（续）学习理解逻辑电路的

13、静态、动态特性分析，学习理解逻辑电路的静态、动态特性分析，等价的输入、输出模型等价的输入、输出模型 逻辑电压电平逻辑电压电平 和和 噪声容限噪声容限带电阻负载的电路特性、带电阻负载的电路特性、扇出扇出非理想输入、电流尖峰和去耦电容器非理想输入、电流尖峰和去耦电容器不用的不用的CMOS输入端输入端速度、功耗速度、功耗精选精选ppt2323第第3 3章章 小结（续）小结（续）理解特殊的输入输出结构理解特殊的输入输出结构CMOS传输门传输门施密特触发输入结构施密特触发输入结构三态输出结构三态输出结构漏极开路漏极开路OD输出结构（集电极开路输出结构（集电极开路OC）了解其他类型逻辑电路：了解其他类型逻辑电路：TTL、ECL了解不同类型、不同工作电压的逻辑电路了解不同类型、不同工作电压的逻辑电路输入输出逻辑电平以及其间的连接配合输入输出逻辑电平以及其间的连接配合精选精选ppt2424第第2 2章章 掌握重点掌握重点正数的十进制、二进制、八进制、十六正数的十进制、二进制、八进制、十六进制表示，以及它们之间的相互转换进制表示，以及它们之间的相互转换符号数的符号数的 S-M码、补码、反码表示，以码、补码、反码表示，以及它们之间的相互转换；及它们之间的相互转换；带符号数的补码的加减运算带符号数的补码的加减运算BC