数字逻辑03-10 双极逻辑ppt课件

1、1 13.10 3.10 双极逻辑双极逻辑二极管开关特性二极管开关特性门限门限电压电压反向反向击穿击穿漏电流漏电流viVTI s+RfVd正偏正偏导通导通+反偏反偏截止截止2 23.10 3.10 双极逻辑双极逻辑二极管逻辑二极管逻辑ABD1D2RVCCY 电平偏移：输出和输入的数值不相等电平偏移：输出和输入的数值不相等 不能直接驱动负载不能直接驱动负载 通常用于集成电路内部的逻辑单元通常用于集成电路内部的逻辑单元02V 低电平低电平 逻辑逻辑023V 未定义未定义35V 高电平高电平 逻辑逻辑1二极管与门二极管与门3 3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

2、basecollector集电极集电极发射极发射极emitterVCCvo+-vi+-RBRCiC三极管反相器三极管反相器4 4肖特基晶体管肖特基晶体管三极管内部电荷的建立和散失都需求时间三极管内部电荷的建立和散失都需求时间 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任务时不进入深度饱和确保晶体管正常任务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5 53.10.3 3.10.3 晶体管晶体管逻辑晶体管晶体管逻辑TTL与非门任务原理与非门任务原理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扇出不用的输入端

3、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系列系列 输入输入 低态：低态：0.00.8V 高态：高态：2.05.0V 输出输出 低态：低态：0.00.5V 高态：高态：2.75.0V6 6ABZVCC = +5VQ2Q3Q4Q5Q6D1AD1B二极管与门二极管与门输入输入维护维护分分相相器器推拉式输出推拉式输出7 7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维护维护低低导导通通截截止止截止截止高高高高低低ABZVCC = +5VQ2Q3Q4Q5Q6D1AD1B8 8推拉式输出推拉式输出分分相相器器

4、二极管与门二极管与门输入输入维护维护高高截截止止导导通通导通导通低低1.0V0.7VABZVCC = +5VQ2Q3Q4Q5Q6D1AD1B9 9如：如：TTLTTL门电路芯片四门电路芯片四2 2输入与非门，型号输入与非门，型号74LS00 )74LS00 )地地GNDGND外形外形& & & &14141313121211111010 9 9 8 8 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 & &管脚管脚电源电源VCCVCC+5V+5VTTLTTL门电路芯片简介门电路芯片简介1010引线陈列从左下角引线陈列从左下角 开场开场,逆

5、时针计算逆时针计算 缺口标志缺口标志17814绝大多数右下角GND绝大多数左上角Vcc 74LS00是在一个封装内有四个一样的与非门。其外形如下图。集成与非门集成与非门74LS0074LS0011 11 TTL器件型号由五部分组成，器件型号由五部分组成， 其符号和意义如表所示。其符号和意义如表所示。 第第 1 部部 分分 第第 2 部部 分分第第 3 部部 分分第第4 部部 分分 第第5部分部分型号前级型号前级工作温度符号工作温度符号范围范围器件系列器件系列器件品器件品种种封装形式封装形式符符号号意义意义符符号号意义意义符号符号 意义意义符符号号意意义义符符号号意义意义CT SN中国制造中国制

6、造的的TTL类类美国美国TEXAS公司公司5474-55+125V 0+70 HSLSASALSFAS标准标准高速高速肖特基肖特基低功能肖特低功能肖特基基先进肖特基先进肖特基先进低功能先进低功能肖特基肖特基快捷肖特基快捷肖特基阿阿拉拉伯伯数数字字器器件件功功能能WBFDPJ陶瓷扁平陶瓷扁平封装扁平封装扁平全密封扁平全密封扁平陶瓷双列直播陶瓷双列直播塑料双列直播塑料双列直播黑陶瓷双列直播黑陶瓷双列直播表表 TTL TTL器件型号组成的符号及意义器件型号组成的符号及意义1212称号称号国际常用系国际常用系列型号列型号国产部标型号国产部标型号阐明阐明四四2 2输入与非门输入与非门74LS0074LS

7、00T1000T1000四四2 2输入或门输入或门四四2 2异或门异或门四四2 2输入或非门输入或非门四四2 2输入与门输入与门双双4 4输入与非门输入与非门双双4 4输入与门输入与门六反相器六反相器8 8输入与非门输入与非门74LS3274LS3274LS0274LS0274LS0874LS0874LS8674LS8674LS2174LS2174LS2074LS2074LS3074LS3074LS0474LS04T186T186T1008T1008T1086T1086T1021T1021T1002T1002一个组件内部一个组件内部有四个门，每有四个门，每个门有两个输个门有两个输入端一个输出入

8、端一个输出端。端。一个组件内有一个组件内有两个门，每个两个门，每个门有门有4 4个输入端。个输入端。只一个门，只一个门，8 8个个输入端。输入端。有有6 6个反相器。个反相器。常用常用TTLTTL逻辑门电路逻辑门电路1313图图3-753-751414逻辑系列逻辑系列3.8 CMOS系列HC、HCT 高速VHC、VHCTFCT、FCT-T3.10.6 TTL系列H高速S肖特基L低功耗LSA高级AS、ALSF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15TTL 低功耗低功耗 L 高速高速 H 肖特基肖特基 S 低功耗消特基低功耗消特基 LS 先进低功耗肖特基先进低功

9、耗肖特基 ALS 先进肖特基先进肖特基 AS3.10.6 TTL3.10.6 TTL系列系列161 1命名方式命名方式SN 74 ALS 00SN 74 ALS 00阐明消费者为阐明消费者为德州仪器公司德州仪器公司5454：军用：军用-55-551251257474：商用：商用0 0 70 70子系列子系列逻辑功能：逻辑功能：00：与非门：与非门02：或非门：或非门04：非门：非门等等172 2封装方式封装方式 双列直插封装双列直插封装 DIP 扁平封装扁平封装 QFP182 2封装方式封装方式 阵列封装阵列封装 针式阵列针式阵列 PGA 球栅阵列球栅阵列 BGA19193.10.8 CMOS

10、/TTL3.10.8 CMOS/TTL接口接口需求思索：噪声容限、扇出、电容负载需求思索：噪声容限、扇出、电容负载202074HCT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不正常形状不正常形状VOLmax0.33VILmax0.8VIHmin2.0VOHmin3.8474HCT不正常形状不正常形状VOLmax0.5VOHmin2.7VIHmin2.0VILmax0.874LS74LS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

11、声容限212174HCT74HCT驱动驱动74LS74LS 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 高态剩余驱动才干：高态剩余驱动才干：CMOS: 74HCTIOH = 4 mAIOL = 4 mAIIH = 1 AIIL = 1 ATTL: 74LSIOH = 400 AIOL = 8 mAIIH = 20 AIIL = 0.4 mAmAAmA8 . 32004 总扇出总扇出22222 2、扇出、扇出CMOS: 74HCTIOH = 4 mAIOL = 4 mAIIH = 1 AIIL = 1 ATT

12、L: 74LSIOH = 400 AIOL = 8 mAIIH = 20 AIIL = 0.4 mA思索：思索：74LS(TTL)74LS(TTL)驱动驱动74HCT(CMOS)74HCT(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输入端几乎不用思索直流扇出的限制？输入端几乎不用思索直流扇出的限制？表表3-7表表3-6表表3-1123233.10.9 3.10.9 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CMLcurrentmode logic，CML也

13、称为：发射极耦合也称为：发射极耦合ECL emitter-coupled logic emitter-coupled logic 2424输入低态：输入低态：3.6V3.6VVCC = 5.0VR1300R2330INOUT1OUT2VBB 4.0VR31.3kVEE = 0.0VQ1 Q2Q2Q2抢先导通抢先导通3.4V根本根本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5.0V5.0V4.2V4.2V2525根本根本CMLCML电路电路输入高态：输入高态：4.4V4.4VVCC = 5.0VR1300R2330INOUT1OUT2VBB 4.0VR31.3kVEE = 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4.2V4.2V5.0V5.0V差分输出差分输出differential outputdifferential output2626输入输入A A、B B波形如下图波形如下图, , 请画出与非门的请画出与非门的输出输出Y Y波形。波形。AB