第3章 逻辑门电路

第2章逻辑门电路2。5BiCMOS门电路2。2基本逻辑门电路2。3TTL集成门电路2。4CMOS门电路逻门电路2。1晶体管的开关特性2。6几个问题说明2.1晶体管的开关特性及参数作用于开关器件1接通2截止阻抗小阻抗大短路开路脉冲信号(MHz)晶体管的开关特性即：1与2及其转化特点脉冲f很高，要求开关状态变化很快，t:μs→ns半导体器件如晶体二极管、三极管和MOS管都有导通和截止的开关作用，器件特性分为静态特性和动态特性，前者指器件在导通与截止两种状态下的特性，后者指器件在状态转换过程中的特性。一、二极管的开关特性（1）单向导电性→正向导通与反向截止1、特性:iRLDvI（2）说明：（1）必须限制正向电流；（2）二极管导通时，都有一定的管压降，这相当于接通时有一定的电阻；（3）二极管的反向电阻并非无穷大；二、BJT的开关特性1、BJT的开关作用：VCCiCvCEiB=0IB0IBS=IB4IB3IB2IB1ACOVCESVCC/RCIB1ICSRbRcVccTiBvI+ic-Vo（1）截止状态——相当于开关的断开状态 e结和c结均反偏，iC≈0，iB≈0VCE≈VCCVBE<0.5V(锗管0.2V)c,e间等效内阻很大，约数百千欧ViRbRCVCCICEO二、BJT的开关特性1、BJT的开关作用：VCCiCvCEiB=0IB0IBS=IB4IB3IB2IB1ACOVCESVCC/RCIB1ICSRbRcVccTiBvI+ic-Vo（2）放大状态——相当于开关的过渡状态 发射结正偏，集电结反偏，iC≈βiB。

VCE=VCC-iCRCVBE=0.7V(锗管0.3)c,e间等效内阻可变二、BJT的开关特性1、BJT的开关作用：VCCiCvCEiB=0IB0IBS=IB4IB3IB2IB1ACOVCESVCC/RCIB1ICSRbRcVccTiBvI+ic-Vo（3）饱和状态——相当于开关的闭合状态发射结和集电结均正偏，iC=ICS≈

VCC/RC，且不随iB增加而增加，VCES≈0.2~0.3V（饱和管压降）c,e间等效内阻很小，约数百欧ViRbRCVCC!!控制基极电压，可使晶体管处于饱和或截止，使晶体管起到开关作用。2.2基本逻辑门所谓“逻辑”是指“条件”与“结果”的关系，利用电路的输入信号反映“条件”，而用电路的输出反映“结果”。从而使电路的输入和输出之间代表了一定的逻辑关系。最简单的逻辑单元——基本逻辑门。

一、关于逻辑电路的几个问题

1、逻辑状态的表示方法——状态赋值一种状态高电位有脉冲闭合真上…

0（1）另一种状态低电位无脉冲断开假下…

1（0）2、正逻辑和负逻辑的规定以0表示低电平，1表示高电平——正逻辑体制；以1表示低电平，0表示高电平——负逻辑体制；2.2基本逻辑门一、关于逻辑电路的几个问题

3、标准高、低电平的规定 由于温度变化、电源电压的波动、干扰即元件特性的离散性等，实际的高、低电平都不是一个固定的值，通常考虑一个变化范围，若在此范围内，就判定为0或1。0.6v0v5v2v3.6v0.3v01正逻辑01负逻辑在实际应用中，规定了一个高电平的下限值VSH——标准高电平，一个低电平的上限值VSL——标准低电平。1、二极管与门电路ABCLR=3kΩD1D2D3Vcc(5V)2.2基本逻辑门二、基本逻辑门

ABCL00000010010001101000101011001111ABCL000000110101011110011011110111112、二极管或门电路ABCLRD1D2D33、非门电路VCCRCRbATLAL01101、与非电路ABCLR=3kΩD1D2D3Vcc(5V)2.2基本逻辑门三、复合逻辑门

ABCL00000010010001101000101011001111VCCRCRbTL1L1111111102.2基本逻辑门二、基本逻辑门

LABC000000110101011110011011110111112、或非门电路ABCLRD1D2D3VccVccRcRbTL1L110000000双极型TTL(Transistor-TransistorLogicIntegratedCircuit)DTL（Diode-TransistorLogic）ECL（EmitterCoupledLogic发射极耦合逻辑）I2L（IntegratedInjectionLogic集成注入逻辑）NMOSCMOSPMOSMOS型（Metal-Oxide-Semiconduct）2.3集成逻辑门+5VR4R2T3T4T5R3TTL与非门的输出电阻很低。这时，直接线与会使电流i剧烈增加。i功耗T4热击穿UOL与非门2：不允许直接“线与”与非门1截止与非门2导通UOHUOL与非门1：i+5VR4R2T3T4T5R3问题：TTL与非门能否直接线与？RLUCC输入全1时，输出=0；输入任0时，输出悬空+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC&符号应用时输出端要接一上拉负载电阻RL。&六、其它类型的TTL门电路3、集电极开路的与非门（OC门）（2）电路与符号OC门可以实现“线与”功能。分析：F1、F2、F3任一导通，则F=0。F1、F2、F3全截止，则F=1。输出级&&&UCCF1F2F3FRLUCCRLT5T5T5F=F1F2F3六、其它类型的TTL门电路3、集电极开路的与非门（OC门）（2）电路与符号&ABF符号功能表&ABF符号功能表使能端