数字电子技术基础唐竞新门电路

第二章

门电路※

TTLIC结构、原理和电气特性

※

CMOSIC原理和电气特性2.1分立元件门电路一、二极管门电路

二、三极管反相器

三、DTL门电路一、二极管门电路二极管与门二极管或门Vo=A·

BVo=A+B二、三极管反相器

1.电路形式

2.

静态工作情况3.

箝位电路作用4.

带负载能力分析电路形式：

T起开关作用：T截止；

T饱和和

作用：抑制正向干扰静态工作情况：时,T基极,T可靠截止,时，求证,T饱和,输出箝位电路作用：和

作用时刻：作用：a.

为一个恒定值（一定负载范围内）

b.带载能力

c.开关速度

带负载能力分析：

时,外拉电流时,灌入电流

三、DTL门电路

电路静态工作分析：不同输入电平下,值确定比较大小DTL门电路的改进电路

图（a）电路：电平移动，被箝位被反向偏置

图（a）DTL门电路的改进电路图（b）电路：处于放大状态，属具有放大环节的DTL门。管输入，输出，使管图（b）DTL门电路的改进电路图（c）电路：

，分相级,有源负载

图（C）输出级为推拉结构※静态功耗下降；※输出阻抗对称性；※动态响应加快；

2.2TTL标准系列门电路

一、原理电路

※电路结构：输入级－逻辑与中间级－分相输出级－驱动※静态工作情况：,深饱和，,截止和正偏置,倒置放大，,饱和和截止

※电位电流关系：

二、电气特性讨论1.电压传输特性

ab段：截止区，，截止bc段：线形区，通，截止cd段：转折区，，通de段：饱和区，，深饱和

门阈值电压－转折区中间电压2.输入特性3.输入负载特性4.输出特性4.输出特性5.平均传输时间三、应用注意四、例题分析

例1.例2.例3.2.3TTL其他系列IC(CT2000—4000)CT1000—4000系列重要参数电路参数CT1000200030004000阈值电压(V)1.41.41.11.010639.5平均功耗(mW)1022192功率延迟积10013257192.4其他类型的TTLIC应用三、其他逻辑功能门电路2、2－2输入与或非门74S513.异或门74S86一.高阈值逻辑电路(HTLIC)

1.HTLIC特点

电源电压+15V

阈值电压高达7V

输出逻辑摆幅大约达13V

静态功耗大约为30~55mW/每门

平均传输时间长,约为160~200ns

2.5其他类型的BJT门电路2.典型电路3典型参数阈值电压无源结构有源结构二、发射极耦合电路ECLIC特点速度快:为0.75~2.0ns扇出系数大,25输出可实现线或逻辑摆幅小，约为0.8v静态功耗大，每门约为25～40mW电源电压：2典型电路逻辑表达式:逻辑符号:3、线或结构应用三、集成注入逻辑电路（IILIC）IILIC特点集成度高，功耗低，单元工作电流仅为1nA多集电极输出结构，可以“线与”输出摆幅低，约为0.6v速度慢，约为20～30ns扇出小，32.典型电路管共基接法：为本级恒流源，向管提供电流;又作为前级的集电极负载。管为多集电极管：实现入、出信号的反相；输出可线与。3.典型应用HTL、ECL、IILIC比较HTLECLIIL逻辑摆幅～13V0.8V(-0.9V~-1.75V)0.6V(0.7V~0.1V)8~10253160~2000.7~2.0线或20~30线与2.6CMOS集成门电路

CMOS－ComplementarySymmetryMetal

OxideSemiconductor

输入高阻抗，高达以上功耗低,静态功耗电源电压范围宽在3～18V逻辑摆幅大，达扇出大，No>50抗干扰，抗辐射能力强速度慢一、CMOSIC主要特点二、MOS管特性1.NMOS绝缘栅场效应管结构

B衬底D漏极,S源极,G栅极电源偏置:2.NMOS增强型管转移特性3.NMOS增强型管符号NMOS管PMOS管4.其他MOS管转移特性NMOS耗尽型管PMOS增强型PMOS耗尽型管三、CMOS反相器1、原理电路2.电气特性电压传输特性输入特性电压传输特性输出特性输出特性510150.511.33.40.511.33.45101511060503.具有入端保护电路的CMOS反相器四CMOS门电路1、或非门（CC4001）和与非门（4011）电路其核心电路2、CMOS开漏极电路(OD)原理电路

去掉上部Tp管，使漏极D开路使用条件：外接上拉电阻和电源主要应用：输出线与实现逻辑电平移位

3.CMOS传输门

CMOSTG原理电路和逻辑符号*

管对称，数据可双向传送。*传送模拟量的范围之间。模拟开关原理电路和逻辑符号TG+反相器→模拟开关Sw

4.CMOS三态门(TS)

控制上下沟道的导通和截止,实现三态输出

1

Z001010

1

Z000011或非门和与非门实现的三态电路

0

Z100111用与非门控制电路用传输门TG控制的三态的电路

1

Z