数字电子技术：第2章门电路

1、第二章 门电路了解门电路的工作原理熟悉各类型门电路的特点理解集成门电路的外特性2.1 门电路概述门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与我们所讲过的基本逻辑关系相对应，门电路主要有：与门、或门、与非门、或非门、异或门、同或门等。根据电路内部使用的器件，可分为TTL、CMOS集成门电路等。10 ViVoKVccR能判断高低电平即可K开-Vo=1, 输出高电平K合-Vo=0, 输出低电平可用三极管代替产生高低电平的原理2.1 TTL与非门的工作原理2.1 TTL与非门的基本原理T1T2T4b1D4T5+5VFR4R2R14kR3c1ABC1.6k1301k“0”0.9V不足以让T2、T5导通三个PN

2、结导通需2.1V1. 任一输入为低电平（0.2V）时+5VFR4R2R14kT2R3T4T1T5b1c1ABCuouo= 5 - uR2 - ube4 -uD4 3.4V高电平！任一输入为低电平（0.2V）时的等效电路“0”0.9V+5VFR4R2R14kT4T1b1c1ABC2. 输入全为高电平（3.4V）时“1”全导通电位被嵌在2.1V全反偏 0.9V截止+5VFR4R2R14kT2R3T4T1T5b1c1ABC 0.7V 0.2V 0.2V一、电压传输特性2. 2 TTL与非门的特性和技术参数测试电路&+5Vuiu0u0(V)ui(V)12UOH(3.4V)UOL(0.2V)电压传输特性

3、曲线u0(V)ui(V)123UOH“1”UOL“0”阈值UT=1.4V理想的传输特性一、电压传输特性1. 输出高电平UOH、输出低电平UOL UOH2.4V UOL 0.4V 便认为合格。 典型值 UOH=3.4V UOL 0.2V2. 阈值电压UTuiUT时，认为ui是高电平。UT=1.4V二、TTL门电路的典型参数三、交流噪声容限2.4V 2.0V 0.4V 0.8V VNHVNL11四、静态输入输出特性1、输入特性2、输出特性（1）高电平输出特性手册规定:iL 0.4 mA（2）低电平输出特性iL 16 mA1）扇入系数：+5VR2R14kT2R3T1T5b1c1IOLIiL1IiL2

4、IiL3前级输出为低电平时IOL N1IiLN1 IOL / IiL = 16 / 1 =16五、门电路带载能力计算2）扇出系数前级输出为 高电平时+5VR4R2R5T3T4T1T1T1IiH1IiH3IiH2IOLN2IiH IOLN2 IOL / IiH = 0.4 / 0.04 =10六、输入端负载特性R临界=1.9K1. 悬空的输入端相当于接高电平。2. 为了防止干扰，可将与门悬空的输入端接高电平；或门悬空的输入端接低电平；或输入端并接。说明2. 3 其他类型的门电路为什么要提出OC门电路？1、集电极开路的与非门（OC门）(a)ABFFABV1V5V2R3UCCR2R1ABF&(b)(

5、c)(a) 电路 (b) 常用符号 (c) 国标符号集电极开路的与非门（OC门）(1)使用时输出端要接一上拉负载电阻RLRLUCC+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC (2) 多个OC门输出端相连时，可以共用一个上拉电阻RC(a)(b)BADCFF1F2&(a) 线与逻辑电路； (b) 等效逻辑图UCCRLT5T5F&ABCD门2门1F1F2线与FRCICCUCCF=F1F2=ABCD2、 三态门（TS门）2、 三态门三态门在计算机总线中的应用三态门的应用(a) 三态门用于总线传输； (b) 三态门实现双向传送 2.4 CMOS门电路N沟道绝缘栅场效应管工作原理一、绝缘栅场效应管工作原理+ + + + +P沟道绝缘栅场效应管工作原理二、CMOS反向器CMOS反向器输入端噪声容限三、CMOS反相器的动态特性 1、传输延迟时间 2、交流噪声容限 四、CMOS传输门和双向模拟开关 （1）CMOS传输门 （2）双向模拟开关 CMOS电路的优点1. 静态功耗小。2. 允许电源电压范围宽（318V）。3. 扇出系数大，抗噪容限大。集成逻辑门电路实际应用问题 P271