第3章 逻辑门电路

1、第三章 逻辑门电路1 逻辑门电路逻辑门电路2 TTL集成门电路集成门电路3 MOS集成门电路集成门电路1 逻辑门电路逻辑门电路门：具有开关作用。门：具有开关作用。门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。一、器件的开关作用一、器件的开关作用开关特性开关特性体现开关作用体现开关作用静态特性静态特性转换过程转换过程动态特性动态特性理想开关特性理想开关特性Z0 短路、相当开关闭合短路、相当开关闭合Z 断路、相当开关断开断路、相当开关断开二、半导体二极管的开关特性二、半导体二极管的开关特性DRDUiV+开关作用开关作用D正偏正偏导通导通UD很小很小电路导通

2、电路导通 UD 0.7V,硅管硅管 UD 0.3V,锗管锗管D反偏反偏截止截止UD很大很大电路断开电路断开注注:讲课如不特殊说明讲课如不特殊说明,均以硅管为例均以硅管为例.动态特性动态特性D正偏时，正偏时，PN结电阻较小。加上反结电阻较小。加上反压后，形成较大的压后，形成较大的I2；尔后，随着结；尔后，随着结电阻的增加，反向电流逐渐减小，直电阻的增加，反向电流逐渐减小，直至漏电流至漏电流Is。DRDUiV+iVt1V2VDIt1I2Iret21 . 0 IIs反向恢复过程反向恢复过程:反向恢复时间反向恢复时间 tre说明说明: 转换时间：截止导通 较小 导通截止较大 故D的开关时间以tre来衡

3、量。 Vi的最高频率以10 tre来取值。所需的时间。电流由,I 1 . 0RVI222三、半导体三极管的开关特性三、半导体三极管的开关特性开关作用开关作用10KVcc=5V1k Vo =30iVT截止截止饱和饱和放大放大Vbe Vbc反偏反偏， ibic 0，开关断开。正偏反偏， ic ib， 线性放大。正偏正偏， ib Ibs ， 开关闭合。VVRRVIicesCccCcesccbsb7 . 0 , VV开关作用（续）开关作用（续）临界饱和：临界饱和：饱和系数：饱和系数：10KVcc=5V1k Y =30iVTbsbIiB B越大，饱和越深；越大，饱和越深；反之饱和则浅反之饱和则浅VVRV

4、IIicesCcescccbsb7 . 0 , VCcccbsbRIIi7 . 0V说明：说明：因所以，临界饱和电流是由外电路（Rc）决定的， Rc不同，临界饱和电流是不一样的。Vbc0 V 时，时，T处于临界饱和处于临界饱和例例1:计算图示电路的临界饱和电流。计算图示电路的临界饱和电流。 =30Vces=0.7VRbiVTRcReicibieVccVoeCcesccbscesccebsCbscescceeCsCeecesccsRRVVIVVRIRIVVRIRIRRIVVI）（）（即：解：11 cc动态特性动态特性T从：从：截止导通 ，建立电荷需要时间 ton导通截止存储电荷消散需要时间 to

5、ff 开关时间开关时间:说明说明: 转换时间：截止导通 时间ton较小 导通截止时间toff较大 toff中 ts占主要部分。max9 . 0cImax1 . 0cIdtrtstftcit0iVt0fsoffrdontttttt开启 延时 上升关闭 存储 下降四、基本门电路四、基本门电路对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路二极管与门（二极管与门（D与门）与门）电路电路 5V A0V BFRD1D2Vcc（5V）原理原理VA VB VF D1 D20V 0V 0.7V 通通 通通0V 5V 0.7V 通通 止止5V 0V 0.7V 止止 通通5V 5V 5 V 止止 止止电路分析要求出输入的电

6、路分析要求出输入的各种组合与输出的关系各种组合与输出的关系电位表：电位表：二极管与门二极管与门(续续)VA VB VF D1 D20V 0V 0.7V 通通 通通0V 5V 0.7V 通通 止止5V 0V 0.7V 止止 通通5V 5V 5 V 止止 止止0低电位低电位1高电位高电位真值表真值表: A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1实现实现了与了与逻辑逻辑功能功能实现实现了与了与逻辑逻辑功能功能符号符号ABF&国标国标 惯用惯用 国外国外ABFABF 二极管或门（二极管或门（D或门）或门）电路电路 5V A0V BFRD1D2原理原理VA VB VF D1 D2

7、0V 0V 0V 止止 止止0V 5V 4.3V 止止 通通5V 0V 4.3V 通通 止止5V 5V 4.3V 通通 通通电位表：电位表：0低电位低电位1高电位高电位真值表真值表: A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1实现实现了或了或逻辑逻辑功能功能实现实现了或了或逻辑逻辑功能功能符号符号国标国标 惯用惯用 国外国外FAB1ABFABF 晶体管非门晶体管非门 (反相器反相器)符号符号电路电路原理原理VA VF T0V 5V 止止5V 0.3V 通通电位表：电位表：真值表真值表: A F 0 1 1 0实现实现了非了非逻辑逻辑功能功能实现实现了非了非逻辑逻辑功能功能ARb

8、RcVcc( 5V)FT国标国标 惯用惯用 国外国外FA1AFFA 复合门复合门把单级门电路把单级门电路级联级联起来起来,构成复合门构成复合门,如如:与非门、或非门等等与非门、或非门等等。异或门YY与非门YABY或非门异或非门YYYY国标国标 惯用惯用 国外国外ABABABABABABABY&Y1Y=1Y=ABABABAB 正逻辑正逻辑 门电路的输入、输出电压定义为：门电路的输入、输出电压定义为： 负逻辑负逻辑说明：说明： 前面所述基本门电路均以正逻辑定义。前面所述基本门电路均以正逻辑定义。 同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下，同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下， 实现的逻辑功能不同。

9、实现的逻辑功能不同。 数字系统中，不是采用正逻辑就是采用数字系统中，不是采用正逻辑就是采用 负逻辑，而负逻辑，而不能混合使用不能混合使用。 本书中采用本书中采用正正逻辑系统。逻辑系统。低电位低电位 0高电位高电位 1 门电路的输入、输出电压定义为：门电路的输入、输出电压定义为：低电位低电位 1高电位高电位 0五、逻辑约定五、逻辑约定正负逻辑约定举例正负逻辑约定举例VA VB VF D1 D20V 0V 0.7V 通通 通通0V 5V 0.7V 通通 止止5V 0V 0.7V 止止 通通5V 5V 5 V 止止 止止正逻辑正逻辑 5V A0V BFRD1D2Vcc（5V）电位表：电位表： A B

10、 F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1负逻辑负逻辑 A B F 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0真值表真值表真值表真值表正与逻辑正与逻辑负或逻辑负或逻辑FABFAB等价等价 正负逻辑转换正负逻辑转换（只需了解）（只需了解）依据依据:BAFBAFBAFABF 一个门的输入和输出同一个门的输入和输出同时取反，则：时取反，则： 正逻辑正逻辑负逻辑负逻辑目的：目的：方法：方法：从后往前的奇数级上，输入、输出都取反，且与门或门，或门与门，即可化简电路。化简和转换电路。Y&AB&CDEF正负逻辑转换举例正负逻辑转换举例HECDABY Y&AB&C

11、DEF1.奇数级，前后取反2.相互抵消3.与门或门11Y&AB&CDEH11HCDEABEHECDABY )(2 TTL集成门电路集成门电路(与非门与非门) 二极管-晶体三极管逻辑门（DTL）集集 晶体三极管-晶体三极管逻辑门 （TTL）成成 双极型 射极耦合逻辑门 （ECL）逻逻 集成注入逻辑门电路 （ ）辑辑 N沟道MOS门 (NMOS)门门 单极型(MOS型) P 沟道MOS门 (PMOS) 互补MOS门 (CMOS)LI2集成门电路按开关元件分类集成门电路按开关元件分类集成：集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。一、电路一、电路CBAF+5VFR4R2R13k

12、T2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 多发射极多发射极输入级输入级中间中间倒相级倒相级推挽推挽输出级输出级输入级由多发射极晶体管输入级由多发射极晶体管T1和基极电组和基极电组R1组成，它组成，它实现了输入变量实现了输入变量A、B、C的与运算。的与运算。BFRD1D3Vcc（5V）D2ACD4中间级是放大中间级是放大级，由级，由T2、R2和和R3组成，组成，T2的集电极的集电极C2和和发射极发射极E2可以可以分提供两个相分提供两个相位相反的电压位相反的电压信号信号C2E2输出级：由输出级：由T3、T4、T5和和R4、R5组成，其中组成，其中T3、T4构成复合构成复合管，与管，与T5组成推拉

13、式输出结构组成推拉式输出结构，具有较强的负载能力。，具有较强的负载能力。“0”1VVb1=0.3+0.7=1VVb1=0.3+0.7=1V+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1VVV 3.63.60.3二、工作原理二、工作原理T1T1深饱和深饱和T2T2截止截止T5T5截止截止1. 输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时不足以让不足以让T2、T5导通导通+5VFR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC“0”1Vuouo=5-uR2-ube3-ube4 3.6V高电平！高电平！ 1. 输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时(续续)T1T1深饱和深饱和T2T

14、2截止截止T5T5截止截止T3T3导通导通T4T4导通导通结论结论1:输入有低时输入有低时,输出为高输出为高T1:T1:倒置倒置全饱和导通全饱和导通Vb1=2.1VVc1=1.4V全反偏全反偏 1V截止截止+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 2. 输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时2.1V1.4VT1管管:Ve1=3.6V Vb1=2.1V Vc1=1.4VT1管在倒置工作状态管在倒置工作状态3.6VT2,T5管饱和导通,Vce2=0.3V所以:Vc2=1VT3:导通 Vb4=0.3V T4:截止0.3VT2:T2:饱和饱和T5:T5:饱和饱和T3

15、:T3:导通导通T4:T4:截止截止放大放大+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC饱和饱和uF=0.3V 2. 输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时(续续)饱和饱和3.6VT1:T1:倒置倒置T2:T2:饱和饱和T5:T5:饱和饱和T3:T3:导通导通T4:T4:截止截止结论结论2:输入全高时输入全高时,输出为低输出为低T5饱和,Vce5=0.3V工作原理小结工作原理小结:输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时 V VF F=3.6V=3.6V2. 输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时 V VF F=0.3V=0.3VT1:T1:倒置倒置T2:T2:导

16、通导通T3:T3:导通导通T4:T4:截止截止T5:T5:导通导通T1T1深饱和深饱和T2T2截止截止T3T3导通导通T4T4导通导通T5T5截止截止CBAF3. 逻辑功能逻辑功能TTLTTL集成电路的外特性：集成电路的外特性：电压传输特性电压传输特性 V VO O = = f(Vf(Vi i) )输入输入/ /输出特性输出特性VOH输出高电平，输出高电平，VOL输出低电平，输出低电平，VOFF关门电平，关门电平，VON开门电平：开门电平：VT门坎电平，门坎电平，噪声容限：噪声容限：VNH ，VNL。 输入伏安特性输入伏安特性 ii = f（Vi）输入负载特性输入负载特性 Vi = f（Ri）

17、开门电阻开门电阻 RON，关门电阻，关门电阻 ROFF输出特性输出特性 Vo = f（ io ）输出低电平，输出低电平， 输出高电平输出高电平输入短路电流输入短路电流IIS输入漏电流输入漏电流IIH灌电流灌电流 拉电流拉电流扇出系数扇出系数三、电压传输特性三、电压传输特性ViVo&VVVCC输出电压输出电压V VO O随输入电压随输入电压V Vi i变化的关系曲线，即变化的关系曲线，即 V VO O = = f f(V(Vi i) )。测试电路测试电路传输特性曲线传输特性曲线V0(V)Vi(V)1233.6VBCDE0.6V 1.4V0A 电压传输特性电压传输特性电压传输特性分析电压传

18、输特性分析V0(V)Vi(V)1233.6VBCDE0.6V 1.4V0ABCBC段：段：线性区，当线性区，当0.6VV0.6VVi i1.3V1.3V，0.7VV0.7VV b2 b21.4V1.4V时，时，T T2 2开始导通，开始导通，T T5 5仍截止，仍截止，V VC2C2随随V Vb2b2升高而下降，经升高而下降，经T T3 3、T T4 4两级射随器使两级射随器使V VO O下降。下降。ABAB段：段：截止区截止区, ,当当V VI I0.6V0.6V，V Vb1b11.3V1.3V时，时，T T2 2、T T5 5截止，输出高电平截止，输出高电平V VOH OH = 3.6V=

19、 3.6VCDCD段：段：转折转折,V Vi i=1.4V,T2=1.4V,T2、T5T5饱和。饱和。DEDE段：段：饱和区饱和区,V Vi i1.4V1.4VV VO O0.3V0.3V几个参数几个参数VOH输出高电平：输出高电平：VOL输出低电平：输出低电平：与非门输入有低时，与非门输入有低时，Vo VOH 产品规范值产品规范值:VOH2.4V典典 型型 值值: VOH3.5V标准高电平标准高电平: VOH=VSH=2.4V与非门输入全高时，与非门输入全高时，Vo VOL 产品规范值产品规范值:VOL0.4V典典 型型 值值: VOL0.3V标准高低平标准高低平: VOL=VSL=0.4V

20、1. VOH 和和 VOL都是对具体门输出高、低电平都是对具体门输出高、低电平电压值电压值的的 要求。要求。2.高电平表示一种状态，低电平表示另一种状态，高电平表示一种状态，低电平表示另一种状态， 一种状态对应一定的电压范围，而不是一个固定值。一种状态对应一定的电压范围，而不是一个固定值。说明：说明：0V5V2.4VVSLVSH0.4V几个参数（续）几个参数（续）VOFF关门电平：关门电平：VON开门电平：开门电平：VT门坎电平：门坎电平：与非门在保证输出为高电平时，与非门在保证输出为高电平时，允许的最大输入低电平值。允许的最大输入低电平值。 VOFF0.8V与非门在保证输出为低电平时，与非门

21、在保证输出为低电平时，允许的最小输入高电平值。允许的最小输入高电平值。 VON2 VVVVVOFFONT4 . 12此时输入有低此时输入有低此时输入全高此时输入全高噪声容限噪声容限VSHVONVOFFVSLVNHVNL1100定义：定义：高电平噪声容限高电平噪声容限VNH VSH VON 2.420.4V低电平噪声容限低电平噪声容限VNL VOFF VSL 0.80.4V0.4V在保证在保证输出输出高、低电平高、低电平性质性质不变不变的条件下，输入电平的允许波动的条件下，输入电平的允许波动范围称为范围称为输入端噪声容限输入端噪声容限。四、输入四、输入/ /输出特性输出特性 输入伏安特性：输入电

22、压与输入电流之间的关系曲线，输入伏安特性：输入电压与输入电流之间的关系曲线，即即ii = f（Vi）+5VR2R13kT2T1ViIR1Ii-1.4mA1.4Vii3.6ViVIISIIH=50A测试电路测试电路特性曲线特性曲线输入伏安特性输入伏安特性(续续1) 输入短路电流输入短路电流IISVi = 0V时由输入端流出的电流。时由输入端流出的电流。 mA. K.RVVIbeCCIS413705 11+5VR2R13kT2T1ViIR1IiIIS-1.4mAVi = 01.4V时时, IC1变化很小变化很小, Ii的的绝对值也只略有绝对值也只略有减少。减少。ii3.6ViV1.4V设定设定正方

23、正方向向输入有低输入有低,T2截止。截止。输入伏安特性输入伏安特性(续续2)输入漏电流输入漏电流IIH（输入高电平电流）（输入高电平电流）+5VR2R13kT2T1ViIR1Ii-1.4mAIC1假定假定正方正方向向Vi = 3.6V时时,由输入端流入的电流。由输入端流入的电流。IIH=50Aii3.6ViVIIS1.4VIIHVi 1.4V时时, T2始始导通，导通，IC1迅速增迅速增大大 Ii迅速减小。迅速减小。= 3.6V输入全高，输入全高，T1倒置，倒置，Ii流入流入T1条件：前级输出为条件：前级输出为 低电平。低电平。R1T1+5V前级前级后级后级对前级而言，电流对前级而言，电流灌入

24、，称灌电流，灌入，称灌电流，约约1.4mA（IIS）+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1 输入伏安特性输入伏安特性(续续3)灌电流灌电流R1T1+5V前级前级后级后级反偏反偏+5VR4R2R5T3T4 拉拉电流电流输入伏安特性输入伏安特性(续续4)条件：前级输出为条件：前级输出为 高电平。高电平。对前级而言，电流对前级而言，电流流出，称拉电流，流出，称拉电流，约约50A （IIH）3.6V即输入端通过电阻即输入端通过电阻R接地时的特性接地时的特性输入端输入端“1”,“0”？+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 输入负载特性输入负载特性ViRIVi1K），由于

25、分布），由于分布电容电容Co的存在，电平高低变化时充放电较慢，影的存在，电平高低变化时充放电较慢，影响其工作速度。响其工作速度。NMOS管管驱动管驱动管PMOS管管负载管负载管一、一、CMOS反相器反相器VDDAFSPDNGPVPVNDPSNGN漏极相连漏极相连做输出端做输出端PMOSPMOS管的衬底总是接到管的衬底总是接到电路的电路的最高电位最高电位NMOSNMOS管的衬底总是接到管的衬底总是接到电路的电路的最低电位最低电位柵 极 相 连柵 极 相 连做输入端做输入端电路电路A=1导通导通截止截止V=0V即即F0VDDAFVPVN工作原理工作原理设设VDD10V，A1时，时，VA10V A0

26、时，时，VA0 VVgsP=0 VVgsN=10 V工作原理（续）工作原理（续）A=0截止截止导通导通V=10V即即F1VDDAFVPVN设设VDD10V，A1时，时，VA10V A0时，时，VA0 VVgsP=10 VVgsN=0 VA VP VN F 0 导通导通 截止截止 1 1 截止截止 导通导通 0 结论：结论：VDDCDAB1/2VDD1/2VDDVDDOvOvIVTPVTN电压传输特性电压传输特性AB段：段：VP导通，导通， VN截止。截止。 VO=VOHVDDCD段：段： VN导通，导通， VP截止。截止。 VO=VOL0CMOS反相器的电压传输特性接近反相器的电压传输特性接近

27、于理想的反相器。于理想的反相器。BC段：段： VP、VN都导通，都导通， VP 、VN内阻变化，内阻变化， VO= VDD0电压电流传输特性电压电流传输特性)( , )(iDioVfiVfVVDDAFVPVN电流传输特性：电流传输特性：ABCD1/2VDDVDDvIiDOVTN VTPAB段、段、CD段：段： 曲线对应曲线对应VP、VN中只有中只有一管导通的情况，一管导通的情况，CMOS管截止状态的漏极电流极管截止状态的漏极电流极小，接近于零。小，接近于零。BC段：段： VP、VN两管都导通，工两管都导通，工作在饱和区（作在饱和区（放大状态放大状态），），VI=1/2VDD时电阻最小，电时电阻

28、最小，电流达到最大值。流达到最大值。二、二、CMOS与非门与非门VDDVP2VP1VN2VN1ABF电路电路负载管并联负载管并联驱动管串联驱动管串联工作原理工作原理VDDVP2VP1VN2VN1ABFA=0,B=0:设设VDD10V，AB1时，时，VAVB10V AB0时，时，VAVB0 VVgsP1= VgsP2 = 10 VVgsN1= VgsN2 = 0 VVN1、VN2：截止：截止VP1、VP2：导通：导通F=1001工作原理工作原理VDDVP2VP1VN2VN1ABF设设VDD10V，AB1时，时，VAVB10V AB0时，时，VAVB0 VA=0,B=0:VN1、VN2：截止：截止

29、VP1、VP2：导通：导通F=1A=0,B=1:VN2、VP1：截止：截止VP2、VN1：导通：导通F=1011工作原理工作原理VDDVP2VP1VN2VN1ABF设设VDD10V，AB1时，时，VAVB10V AB0时，时，VAVB0 VA=0,B=0:VN1、VN2：截止：截止VP1、VP2：导通：导通F=1A=0,B=1:VN1、VP2：截止：截止VP1、VN2：导通：导通F=1101A=1,B=0:VP2、VN1：截止：截止VN2、VP1：导通：导通F=1工作原理工作原理VDDVP2VP1VN2VN1ABF设设VDD10V，AB1时，时，VAVB10V AB0时，时，VAVB0 V11

30、0A=0,B=0:VN1、VN2：截止：截止VP1、VP2：导通：导通F=1A=0,B=1:VN1、VP2：截止：截止VP1、VN2：导通：导通F=1A=1,B=0:VP1、VN2：截止：截止VN1、VP2：导通：导通F=1A=1,B=1:VP1、VP2：截止：截止VN1、VN2：导通：导通F=0工作原理（续）工作原理（续）_ABY 逻辑关系逻辑关系:A B VP1 VP2 VN1 VN2 F 0 0 导通导通 导通导通 截止截止 截止截止 10 1 导通导通 截止截止 截止截止 导通导通 1 0 截止截止 导通导通 导通导通 截止截止 11 1 截止截止 截止截止 导通导通 导通导通 0负载

31、管负载管驱动管驱动管三、三、CMOS或非门或非门电路电路VDDVP2VP1VN2VN1ABF负载管串联负载管串联驱动管并联驱动管并联工作原理工作原理VDDVP2VP1VN2VN1ABF设设VDD10V，AB1时，时，VAVB10V AB0时，时，VAVB0 VA=0,B=0:VP1、VP2：导通：导通F=1VN1、VN2：截止：截止VgsN1= VgsN2 = 0 VVgsP1= VgsP2 = 10 V001工作原理工作原理VDDVP2VP1VN2VN1ABF设设VDD10V，AB1时，时，VAVB10V AB0时，时，VAVB0 VA=0,B=0:VP1、VP2：导通：导通F=1VN1、V

32、N2：截止：截止010A=0,B=1:VN1、VP2：截止：截止VP1、VN2：导通：导通F=0工作原理工作原理VDDVP2VP1VN2VN1ABF设设VDD10V，AB1时，时，VAVB10V AB0时，时，VAVB0 V100A=0,B=0:VP1、VP2：导通：导通F=1VN1、VN2：截止：截止A=0,B=1:VN1、VP2：截止：截止VP1、VN2：导通：导通F=0A=1,B=0:F=0VP1、VN2：截止：截止VN1、VP2：导通：导通工作原理工作原理VDDVP2VP1VN2VN1ABF设设VDD10V，AB1时，时，VAVB10V AB0时，时，VAVB0 V110A=0,B=0

33、:VP1、VP2：导通：导通F=1VN1、VN2：截止：截止A=0,B=1:VN1、VP2：截止：截止VP1、VN2：导通：导通F=0A=1,B=0:F=0VP1、VN2：截止：截止VN1、VP2：导通：导通A=1,B=1:VP1、VP2：截止：截止VN1、VN2：导通：导通F=0工作原理（续）工作原理（续）_BAY逻辑关系逻辑关系:A B VP1 VP2 VN1 VN2 F 0 0 导通导通 导通导通 截止截止 截止截止 10 1 导通导通 截止截止 截止截止 导通导通 0 0 截止截止 导通导通 导通导通 截止截止 01 1 截止截止 截止截止 导通导通 导通导通 0负载管负载管驱动管驱动

34、管四、四、CMOS传输门传输门(TG) 由两个对称的由两个对称的MOS管组成。传管组成。传输模拟信号的模拟开关：输模拟信号的模拟开关：VOVI+5V-5VVPVNCCvIvOvIvOCCTG1. 电路电路栅极（栅极（g）：控制端）：控制端源极（源极（S）：输入）：输入漏极（漏极（D）：输出）：输出符号：符号：ggSD工作原理工作原理 C=5V , C= +5V:所以：所以：VP，VN都都截止截止。即：。即： VI无论如何变化，无论如何变化，VI, VO 之间呈现高阻状态，传输门断开。之间呈现高阻状态，传输门断开。设设: VI5V 5VTNgsNVVVV100)55(5TPgsPVVVV010)

35、55(55V5V+5V-5VVPVNCCvIvOgsgVP : VGSP VTP=2VVN : VGSN VTN =2V导通条件导通条件工作原理（续工作原理（续1） C=5V , C= 5V:设设: VI5V 5VVVVgsN010)55(5VVVgsP100)55(55V5VVV210 VV02 V VN N 导通导通V VN N 截止截止VV20VV102V VP P 截止截止V VP P 导通导通VI5V 3VVI3V 5VVI5V 3VVI 3V 5V+5V-5VVPVNCCvIvOgsgVP : VGSP VTP=2VVN : VGSN VTN =2V导通条件导通条件导通导通截止截止

36、3V 5V 5V截止截止导通导通5V 3V5V工作原理（续工作原理（续2）v vI I0VN管管VP管管结论：结论： C=5V , C= 5V时，在时，在v vI I 5V 5V范围内，范围内， VN和和VP 总有一个管子导通，所以总有一个管子导通，所以 VOVI 。3. CMOS双向模拟开关双向模拟开关TGCvI/vOvO/vICvI/vOvO/vISW由由CMOS反相器和反相器和 CMOS传输门组成传输门组成MOS管结构对称，漏极和管结构对称，漏极和源极可以互换源极可以互换,CMOS具有双具有双向传输特性。向传输特性。功能：功能： C1时，传输门导通，时，传输门导通， 内阻内阻 R1K。

37、C0时，传输门截止，时，传输门截止， 内阻内阻 R109。1运用：双向传输模拟信号。运用：双向传输模拟信号。五、逻辑门电路应用中的几个问题逻辑门电路应用中的几个问题接口的原则：接口的原则：无论何种门电路互连，都需要满足电压和电流的接口条件。无论何种门电路互连，都需要满足电压和电流的接口条件。驱动门驱动门(前前) 负载门负载门(后后)电压接口电压接口电流接口电流接口VOH VIH VOL nIIL 灌电流灌电流IOH nIIH 拉电流拉电流1. CMOS门电路与门电路与TTL门电路的接口门电路的接口以上数据是在以上数据是在VCC=VDD=+5V时的值时的值可以看出在可以看出在TTL门驱动门驱动C

38、MOS门门时时VOH(TTL)VIH(CMOS),电压电压不匹配，其他情况的电压都是匹配的。不匹配，其他情况的电压都是匹配的。CMOS门驱动门驱动TTL门门时，时，IOL(CMOS)VCC时时ROC门门CMOS门门3）加晶体管驱动）加晶体管驱动VDDVCCR4R5T3T4T5RCRbTT：采用：采用NPN管，管，100RC：5001.5K Rb ： 4.7K 10K CMOS门驱动门驱动TTL门门IOL(CMOS)3.2mA的的 CC4010， IOL16mA的的CC40107等。等。3) 使用分立元件自行搭制电流放大电路（电路同前）。使用分立元件自行搭制电流放大电路（电路同前）。4）74HCT/74HC系列系列CMOS门电路可以直接驱动门电路可以直接驱动TTL门电路。门电路。门电路驱动其它负载门电路驱动其它负载驱动驱动LEDTT