第二章门电路

1、高电平：VIH=VCC低电平：VIL=0 ) 1(T/SDVveIICCE(sat)CCBSBRVVIiCCOHOC, 0VVviCBCCCCCCCEORiVRiVvv0OLOVvCE(sat)VONtOFFtS (Source)：源极G (Gate)：栅极D (Drain)：漏极B (Substrate):衬底金属层氧化物层半导体层PN结 截止区 可变电阻区 恒流区 ILIVv GS(th)GSVvDDOHOVVv)(21|GS(th)GS0ONDSVvKRvIHIVv GS(th)GSVv2GS(th)GSDSD) 1/(VvIiGSvDDSONivR910DSvmgGSDmvigGS(t

2、h)VGS(off)VGS(th)VGS(th)VGS(th)VGS(th)V大量正离子导电沟道设设VCC = 5V加到加到A,B的的 VIH=3V VIL=0V二极管导通时二极管导通时 VDF=0.7V规定3V以上为10.7V以下为0121EEIIB|RRRVvvvk7 . 32121BRRRRR输入信号悬空时： V1 . 1)(|31321EECCCCBRRRRRVVVvk4 . 5)(321231BRRRRRRRABY ILImA11ILBE1CCILRVvVIV2 . 0ILIVvIHIIv0.7V B1v1.4V T2开始导通，但T1管集电极支路电流仍很小 IvV4 . 1TV时T5

3、管导通， 随着 增大迅速减小这时T1管处于倒置状态，T1管的集电极电流流入T2管的基极，输入电流方向与参考方向一致。 转变为正值。IiIvIik6 . 12R1304RCCV3D4TLROvLi)V(OHV)mA(Li0 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 .100 .150（a）等效电路 （b）高电平输出特性曲线k13R5TOv)V(OLV)mA(Li0 . 10 . 215105CCVLRLiBS5BIi （a）等效电路 （b）低电平输出特性曲线1TV5CCVIvBE2vBE5vk41RPR)V(Iv)k(PR0 . 10 . 23214 . 1输入端接入负载时电路 输入负载

4、特性曲线V4 . 1IvIvPR)(ILBE1CCP1PIVvVRRRvV9 . 02 . 0BE1B1vvV2 . 0BE1B1BvvvVvB7 . 01V0Bvk5ONR1BvVvvv4 . 17 . 01 . 21BE1BB200VvVRRRvi2 . 0) 7 . 05 (2004000200)(BE1CCP1PAONIHOH(max)HIIN ILOL(max)LIIN ONHNLNV6 . 0IvV4 . 3D3BE4RCCOHO2vvvVVvV3 . 1V6 . 0IvC2vOvV4 . 1V3 . 1IvOvV4 . 1THVOvV4 . 1IvV3 . 0CE(sat)OLO

5、VVv称称为为输输入入噪噪声声容容限限，允允许许输输入入的的变变化化范范围围在在输输出出变变化化允允许许范范围围内内基基本本不不变变；的的一一定定范范围围内内，和和偏偏离离在在OILIHIVVVV(max)OL(max)ILNL(min)IH(min)OHNHVVVVVV 分分布布电电容容的的影影响响）的的存存在在和和结结电电容容（、原原因因,TD2成干扰源成干扰源；通过电源线和地线形；通过电源线和地线形影响：影响：同时导通同时导通、过程中瞬时过程中瞬时和和成因：成因： CCIIfTTV541R2R4R1DCCVACDABY3RB3D1T2T4T5T2D1R1DCD1T2T2DV/mA:SNT

6、TOC3040740755如，如，可承受较大电压、电流可承受较大电压、电流，三极管三极管输出端为输出端为 与”与”输出端并联可实现“线输出端并联可实现“线）可以不等于可以不等于（截止截止时，时，为为或或饱和饱和同为高时，同为高时，取值合适，定可使取值合适，定可使只要只要工作时需要外接工作时需要外接 CCCCCCOOLCCLCCLVVVVTBAVTB,AV,R;V,R5500下下限限）过过大大（得得不不能能太太小小，否否则则门门仅仅一一个个输输出出管管道道通通，、的的上上限限）不不能能太太大大（得得门门输输出出管管全全部部截截止止时时，、要要求求：LLLOLOLLOHORiRVVOCRRVVOC

7、 21(max)LIHOHOHCCLOHIHOHLCCOHOIHOHRmInIVVRV)mInI(RV,VVI,IOC 则则为为保保证证负负载载输输入入电电流流为为截截止止漏漏电电流流为为门门同同时时截截止止，(min)LILLMOLCCLLLOLOILLMRImIVVRRI,VVIIOCOC 不不能能太太小小不不过过大大，且且为为保保证证负负载载门门输输入入电电流流为为流流为为门门饱饱和和时时允允许许的的最最大大电电门门导导通通，当当仅仅一一个个)Z(V,VOHOL，高阻，高阻输出有三个状态：输出有三个状态：ZYD,P,EN)(ABYD,P,EN)( 导通，为“高阻状态”导通，为“高阻状态”

8、截止，为“工作状态”截止，为“工作状态”0121011A1B1EN2A2B2ENnAnBnEN总线0D1D10/DD总线&EN&EN&EN&EN&EN 三态门构成单向总线 三态门构成双向总线左右至左右，下降到VVVVOLTH4 . 01 . 1becbeck8.21R9002R504R1DCCVAY500BRB1T2T4T5T2D3T6T250CRk5.35R 抗饱和三极管 肖特基TTL与非门k201Rk82R1204R1DCCVAYk5 . 1BRB2T4T5T3T6Tk3CR2D5D6D3D4Dk45R 低功耗肖特基TTL与非门V5EEVV0CCVV

9、3 . 1BBVV8 . 0IHVV6 . 1ILVV6 . 1ILIVvV0 . 27 . 03 . 1BEBBEVVvmA31.0)5(0.2EEEEERVviC1vC2v2I LIv1TT1c2c)(OvextRJVT0I I2L基本单元电路结构及等效电路1T2TT0IJVABAY 1BY 2BAY 3BAY40I0I图图2.6.2 I2L非/或非/或电路图2ILP)th(GSN)th(GSVV DDODDIP)TH(GSDDIN)TH(GSOLOP)TH(GSDDIDDOHON)TH(GSIVVVVT,TT,TVVVVBCVVTTVVVCDVVVTTVVAB2121021211221

10、时，时，参数完全对称，参数完全对称，若若同时导通同时导通段：段：截止截止导通，导通，段：段：截止截止导通，导通，段：段：DDVIvOv1T2TIiSR1D2D1C2CIvIiDFDDVVDFV CMOS反相器输入保护电路 CMOS反相器输入特性 OLGSOLOLOLVVI)I(fV.下下，同同样样的的低低电电平平输输出出特特性性1越少越少下，下，同样的同样的高电平输出特性高电平输出特性 OHGSOHOHOHVVI)I(fV. 1系系列列相相当当系系列列的的十十倍倍，和和约约为为影影响响、受受充充放放电电影影响响也也较较大大较较大大充充放放电电，和和原原因因：LS,tt .VCt ,t .CRC

11、C.PLHPHLDDLPLHPHLLONLI7474321 功耗相比，可以忽略功耗相比，可以忽略静态功耗极小，与动态静态功耗极小，与动态)dtidti(TI,IVP.ttttTTTAVTAVDDT 214311其中其中导通功耗导通功耗2212DDLCNLIPLDDICfVCPiTC,ViCTV,VP. 可得平均功耗可得平均功耗放电，有放电，有经经当当充电，有充电，有向向经经当当负载电容充放电功耗负载电容充放电功耗CTDPPP. 总的动态功耗总的动态功耗3值不同值不同对应的对应的达到开启电压时，达到开启电压时，的的、使使也更高也更高越高，越高，输入端越多，输入端越多，端数目的影响端数目的影响输出

12、的高低电平受输入输出的高低电平受输入则则则则则则则则受输入状态影响受输入状态影响输出电阻输出电阻存在的缺点：存在的缺点：IGSOHOLONONOONONOONONONOONONONOOVVTT)(VV)(RRRB,ARRRB,ARR/RRB,ARRRRB,AR:)(4231314232011021002111 门类似的计算方法与可以不等于使用时许外接器或用作电平转换、驱动现线与可将输出并联使用，实OCRVVVRLDDDDDDL)(,接地接地为正，另一端经为正，另一端经设设LIRV之间为低电阻之间为低电阻至少一个导通至少一个导通和和在在导通导通导通导通时时当当相当于断开相当于断开均截止均截止、则

13、则则只要则只要当当设设OIDDIDDIP)th(GSN)th(GSDDIDDIDDIILDDIHONLVVTT,VVT,VVVT,VVVVVC,C)(TT,VVC,C)(V,VV,RR 21212100001201010ABABYDDV1T2T3TABBAYDDV1T2T3T NMOS与非门 NMOS或非门k101DDVSSV集成集成TTL和和MOS型号分类表型号分类表系列系列子系列子系列名称名称国际型号国际型号速度速度-功耗功耗TTL系列TTL标准TTL系列54/74TTL10ns-10mWHTTL高速TTL系列54/74HTTL6ns-22mWSTTL甚高速TTL系列54/74STTL3ns-