数字电路课件

第1章逻辑门电路课时：6学时第1章逻辑门电路1.1基本逻辑门电路1.2TTL逻辑门电路1.3MOS逻辑门电路1.4集成逻辑门电路的应用1.5混合逻辑中逻辑符号的变换本章小结1.1基本逻辑门电路1.1.1二极管与门和或门电路1.1.2三极管非门电路1.1.3DTL与非门电路1．与门电路

1.1.1二极管与门和或门电路输入输出VA（V）VB（V）VL（V）0V0V5V5V0V5V0V5V0V0V0V5V0101BLA0011输入0001输出

与逻辑真值表2．或扔门电恶路输入输出VA（V）VB（V）VL（V）0V0V5V5V0V5V0V5V0V5V5V5V0101BLA0011输入0111输出

或逻辑真值表1产.显1滥.辛2三极滨管非商门电较路输入输出VA（V）VL（V）0V5V5V0VLA01输入10输出非逻辑真值表二缺极造管亩与距门请和胆或妨门宿电淡路睛的苦缺伐点垃：（1）乐在千多脸个私门报串碧接与使蹦用连时印，木会奏出生现请低勒电璃平络偏咳离期标云准息数邻值尾的程情粱况浙。（2）负灭载能玻力差笨。解决袜办法珍：将二情极管宿与门僵（或扒门）易电路并和三州极管扰非门丧电路即组合牢起来伪。1.北1.从3说DT悦L与非抹门电仿路工岂作召原瓜理祥：（1）锦当A、B、C全接竟为高当电平5V时，烘二极梢管D1～D3都截贺止，逆而D4、D5和T导通访，且T为饱枝和导种通，VL=怨0并.订3汁V，即污输字出骨低润电僚平绕。（2）A、B、C中躬只峰要盼有录一陡个瓦为网低肠电乐平0.灰3V时演，贼则VP≈1狡V，从家而酸使D4、D5和T都栏截环止铸，VL=VCC=看5详V，即匠输炕出支高忠电怪平泉。所以拆该电败路满徐足与眠非逻却辑关怀系，攻即：1.提2眼T械TL逻辑稀门电什路1隐.刑2扁.叙1TT出L与唇非酿门滥的滤基遥本华结悄构偶及盐工朱作挑原旺理1钓.派2愧.抢2旅T秘T锁L与恋非掩门浴的打开退关础速昌度1孝.逐2由.五3反T复T辆L与劲非津门滋的棕电汉压戏传孟输走特需性辽及拳抗移干沉扰吴能表力1.禽2.俱4冶T葱TL与非以门的镜带负引载能胆力1.贴2.孔5扇T拜TL与非违门举争例1描.弯2姑.骂6欠T糟T饶L门电教路的黎其他猛类型1门.章2烈.帜7药T袄T皆L集胸成艺逻鞋辑弊门竞电耳路插系智列魂简惯介1.闯2.炭1T蔬T歼L与非懂门的葵基本欲结构泽及工防作原桶理1．TT粉L与泛非殃门叹的誓基夸本扩结线构T允T五L与非创门的漠基本懒结构2．T太T像L与非漂门的凶逻辑垦关系（1）输址入全蜜为高乓电平3.洗6V时。T2、T3饱耗和僻导糠通村，实剖现毯了企与位非霸门呈的传逻辑功普能之徐一：输任入忘全艳为斜高渴电垦平戏时刷，输酬出柿为管低虾电顶平。由助于T2饱名和抖导筒通匠，VC嚼2=耍1V。T4和二辆极管D都截帜止。由于T3饱和棚导通您，输协出电秘压为拳：VO=VCE县S3≈0促.3V该潜发么射讲结斥导搅通钥，VB1=远1V。T2、T3都肿截封止逃。（2）细输魔入锤有熊低松电渗平0果.碰3V时。实泼现拾了伍与少非航门吸的常逻显辑功能肯的另驰一方重面：输轨入听有斗低蚂电腐平塞时笛，输兄出抖为哈高标电攻平。忽慌略排流建过RC2的电钻流，VB谎4≈VCC=5V。由于T4和D导蹦通锤，坝所轨以庸：VO≈VCC-VBE室4-VD=5众-0踢.7跃-0跳.7锯=3辽.6（V）综合上述两种情况，该电路满足与非的逻辑功能，即：1.暴2.董2买T职TL与锡非丙门决的慌开稳关选速蒸度1．T停T尊L与非和门提绵高工别作速扛度的瓣原理（1）采序用多皱发射庄极三蜻极管进加快旦了存籍储电嫩荷的母消散槽过程忌。（2）仅采卸用匹了童推销拉必式铁输叫出尸级棉，潮输登出涌阻件抗稀比述较握小幅，殖可金迅快速唇给垂负碑载钩电扫容增充矩放敌电傻。2．T差T水L与非格门传欠输延摊迟时训间tpd导通颤延迟鱼时间tPH担L—内—从严输粥入轨波救形怖上辩升伐沿株的龟中隐点份到鬼输沫出起波疯形醋下繁降分沿窃的镜中供点强所会经肿历旨的巷时涛间靠。一谦般T钞T容L与扭非指门断传毙输妇延含迟孟时侨间tpd的值宫为几仔纳秒虽～十记几个窑纳秒我。截罩止竖延祝迟场时推间tP蚕L惨H——从家输健入敲波缴形左下呀降绪沿难的检中屈点瓶到鱼输贫出咬波茎形插上冤升值沿怖的唉中寸点再所嫂经住历俗的监时妙间斜。与非门的传输延迟时间tpd：

1写.萝2抹.虑3妙T核T坏L与丈非坛门炭的模电疏压昆传每输蚀特嘴性娱及忌抗蹈干幻玉扰潜能少力1．雷电套压文传穴输俱特失性做曲脉线柏：Vo=f（Vi）ABCDE（1）输访出娘高禾电夏平甲电颂压VO励H——在帝正握逻隐辑臂体太制引中泊代娘表距逻萌辑垦“1拌”的著输岗出售电荡压魄。VO朴H的理央论值胖为3.费6V，产品骂规定秀输出吧高电蔽压的彼最小祥值VO宾H（mi趣n）=效2补.久4V。（2）输出戚低电奔平电源压VO籍L—雕—在正裤逻辑什体制说中代丹表逻赠辑“0”的输瞎出电棉压。VOL的喜理逃论曲值们为0处.死3V，产品厉规定浸输出罩低电冶压的程最大梳值VO杨L（m东a扒x）=窗0赵.乱4V。（3）关门摇电平到电压VO狂F搂F—幼—是跨指殖输雕出患电痛压伴下姐降律到VOH（mi勺n）时倡对党应翅的伤输延入变电蝴压捐。即输入费低电庙压的元最大丸值。宽在产蠢品手教册中乡丰常称福为输僵入趁低塘电竞平错电降压，用VI墙L（m轿a琴x）表示茧。产累品规棋定VI她L（m酸a逼x）=洽0标.改8V。2．达几斩个钱重务要桶参匪数（4）开移门顿电阀平老电微压VO态N—控—是指单输出蹈电压截下降揪到VOL（m狼a谎x）时养对赖应乐的秩输目入偶电块压稳。即输脆入迹高谨电课压叨的跌最驶小帖值畏。湖在循产博品遇手晌册朱中眼常急称林为输入华高电管平电药压，用VIH（mi万n）表份示胳。龟产胀品荐规目定VIH（m西i失n）=2V。（5）阈纯值亦电烦压Vth——电欺压汪传窝输企特起性痰的绘过喉渡斑区热所说对蛋应形的担输崭入喜电吉压钉，疾即顽决坑定初电族路盼截念止绸和左导慕通播的拘分枕界声线建，池也转是昂决盐定晶输钥出乏高意、思低甚电头压搞的筐分狼界卷线喇。近似异地：Vth≈VOF册F≈VO消N即Vi＜Vt摔h，与非肆门关年门，盟输出雀高电翠平；Vi＞Vt皆h，与非径门开刚门，喝输出缝低电祝平。Vth又常抓被形隔象化才地称习为门予槛民电迷压。Vth的值绩为1哭.肤3V～1驼.４V。低糖电朴平辽噪洁声监容蛾限VNL＝VOF芹F-VO飞L（m题a酷x）＝0介.趋8V-0稼.4V＝0颂.族4V高除电斥平雅噪滚声姻容特限VNH＝VO础H（m仙i但n）-VO脂N＝2拿.保4V-2优.0V＝0.饥4VTT默L门电选路的页输出继高低惜电平错不是锯一个夕值，疑而是色一个鸡范围拿。3．皮抗师干菠扰打能遥力同样屑，它斑的输问入高浩低电戚平也挨有一莲个范祝围，资即它移的输递入信刊号允丹许一料定的谅容差乱，称列为噪钟声驴容量限。1蓬.辨2尸.戚4绕T显T川L与非蛋门的起带负语载能洋力1．输剑入低犯电平化电流II阅L与甲输洞入揭高贸电批平表电岩流IIH（1）输入蚂低电测平电戚流II弦L—漫—是冈指离当撞门边电壮路组的夸输够入谊端怀接班低撞电焰平果时工，心从座门与电目路昌输总入腊端止流匙出定的缴电执流婚。可液以陆算商出昼：产御品昨规素定IIL＜1.碎6mA。（2）输入赔高电精平电劝流IIH析——是指腾当门抱电路显的输萌入端汗接高梳电平虹时，赴流入羊输入源端的鸣电流年。有偿两众种吼情士况:①萍寄象生座三窃极氏管萍效蔽应滩：IIH=βPIB1，βP为合寄绣生简三难极丧管屑的遵电福流搁放迈大净系蠢数蛛。由于βp和βi的值丸都远愁小于1，所之以II包H的数耳值比荐较小签，产戴品规粪定：II牺H＜40uA。②坟倒蜘置们的鞭放抱大短状呜态常：IIH=βiIB1，βi为穴倒有置盼放猴大简的宾电及流邮放觉大监系管数到。（1）灌窑电流锯负载——当驱卵动门甘输出栋低电粘平时膀，电让流从扒负载告门灌裕入驱白动门肥。2．带掀负载箩能力当负彼载门霉的个盆数增销加，去灌电耽流增详大，婆会使T3脱洲离役饱和和枝，缎输碍出界低剑电涂平驳升桨高喷。洗因撑此陆，捧把镇允土许六灌不入独输肯出质端雁的博电爱流坝定惧义圈为输出盯低电堂平电封流IOL，产哗品吊规售定IO茫L=府1钳6mA。由扰此垂可卫得科出:NOL称疮为姐输筒出寸低所电发平们时辨的抛扇么出删系皮数刺。（2）拉榴电流叉负载—锡—当携驱盼动辰门最输拦出晚高赶电服平肉时葛，乓电使流捆从旅驱螺动俭门牲拉预出,流至狸负载罪门的酱输入评端。NOH称为输露出蓬高鄙电笨平问时翠的浩扇叫出凳系已数。产品难规定:IOH=走0犬.糖4mA。由虏此瞧可插得亲出烂：拉电碧流增敢大时丹，RC笛4上的找压降膏增大蔽，会煌使输球出高怖电平萌降低龄。因东此，恨把允叮许拉蓄出输绸出端骂的电秋流定核义为输凶出珠高棵电虎平管电市流IOH。一产般NOL≠NO裳H，常敞取折两影者抄中屠的雪较灰小战值渔作控为伤门翼电文路植的沈扇庙出爽系鸦数否，思用NO表示臂。1.哨2.甜5逃T脆TL与非枝门举句例7堤4蜻0我0是猾一蛇种鄙典基型误的T截T武L与非幻玉门器若件，拒内部棕含有4个2输棚入嫂端正与娱非赢门坏，爱共均有14个巴引晌脚僻。灾引煤脚永排熟列废图搭如搬图自所舒示糖。1.犬2.告6TT侮L门氧电尊路场的崖其末他塑类你型1．非诸门2．或焰非门3．外与认或吵非逃门在躲工缠程筹实初践娘中邮，乔有速时仓需彼要分将享几忍个独门出的反输交出止端精并踢联且使射用砍，裤以护实循现走与最逻礼辑命，馆称变为线症与。普通篮的TT帝L门电痒路不挂能进拦行线垄与。为役此从，专门也生产斤了一齿种可厌以进得行线纯与的朽门电盟路—带—集子电旱极迹开朴路昌门骂。4．集话电极顽开路剑门（O猛C门爆）（1）实肾现线张与。逻速辑刺关咐系贩为:OC门巴主陡要娇有冶以锐下样几会方转面沙的毒应戚用慌：（2）疲实像现逼电吧平数转另换赔。如图肺示，可使山输出膝高电瓶平变都为1即0V。（3）漫用言做荷驱桃动怀器笑。如图限是用尽来驱阅动发拳光二爆极管只的电赢路。（1）当输良出高洗电平照时，RP不林能扎太摔大先。RP为最音大值裂时要犁保证译输出陡电压朽为VOH（m恒i炊n）。OC门纲进充行扔线摔与研时趟，周外进接魔上显拉最电薄阻RP的葱选驾择涂：得乳：VCC-VOH（min）=IIHRP（max）

由：（2）当输顾出低郊电平螺时所殊以帆：RP（m友i枯n）＜RP＜RP（ma宏x）由：得：RP不能秧太小虹。RP为燃最洁小挠值炮时州要浙保榜证小输浴出息电先压翼为VOL（m感a迹x）。（1）幼三罢态避输客出英门技的忙结如构冷及给工察作灾原液理缎。当E访N=0时，G输专出睁为1，D1截总止塑，跟相雾当饰于刑一庭个斯正仰常哈的迷二庙输温入套端似与评非回门来，性称泉为廊正姐常度工滥作凡状病态晓。当EN=很1时，G输出均为0，T4、T3都截咸止。益这时筛从输正出端L看神进搁去探，坏呈半现粒高酿阻活，俗称孟为促高虑阻慈态固，萄或钉禁魔止贩态闪。5．三搂态门去掉静非门G，批则E渐N=1时妈，宗为说工柿作剑状改态湿，E据N=贿0时，穿为高然阻态储。三拥态脾门付在吃计颜算治机些总屯线练结蛛构质中猪有械着日广娱泛占的撤应道用败。（a）组席成闲单青向奶总奏线—著—实作现劝信税号泰的滚分雕时宋单翼向栏传爹送稠。（b）组箱成拥双至向坝总河线趟，实现坟信号四的分君时双阴向传钱送。（2）三京态门菌的应悬用1场.闸2沙.取7休T役T帅L集成难逻辑贫门电鞠路系寒列简窜介1．74系垒列——为TT魄L集成老电路乱的早郑期产隙品，倒属中羽速TT宅L器灯件持。2．7扛4L系妄列—哨—为互低幻玉功修耗TT挡L系槽列臣，榆又侵称LT克TL系茎列隆。3．74H系列—待—为高哨速T耽T轨L系费列颜。4．7俱4S系列—逢—为肖帝特基TT洗L系侦列结，塌进挽一摊步掉提押高哑了惑速屋度伍。74S系勿列符的现几贼点烛改裕进婆：（1）采用欢了抗色饱和嘱三极番管5．74L闸S系纱列——为泥低招功牌耗雾肖底特池基富系缝列陈。6．7陈4A港S系羡列——为先皮进肖腿特基登系列蚕，7．74AL疯S系列—冠—为先梨进低功逆耗丸肖兰特找基取系斩列日。（2）尊将Re刷2用“犯有源险泄放逐电路裂代替记”。（3）越输沟出犁级坚采翻用馆了姿达戒林同顿堵结格构亮。（4）输退入端食加了今三个颠保护倒二极削管。7娘4S系肯列姥的盏几记点固改滨进彩：（1）采努用纳了监抗裙饱肠和雄三垫极暂管1抄.清3晴M政O倍S逻辑犯门电宝路1欠.业3拥.酒1统N影M心O勿S门膊电缸路1.添3.遣2崭C债MO踩S门傻电炕路1帽.棉3借.薯3其他统的CM尤OS门般电牢路1.拴3.护4糠C选MO满S逻辑革门电拉路的麦系列役及主屠要参足数所知以劈燕输狠出痛为悔低农电臂平权。1．NM具OS非弊门1.翠3.桥1毙N肝MO挡S门电聋路逻辑帆关系油：（静设两择管的巷开启筑电压画为VT皇1=VT肌2=拳4V，且gm1＞＞gm2）（1）当输均入Vi为高专电平8V时，T1导抵通吵，T2也皇导窗通钩。区因众为gm1＞＞gm2，所握以巧两胶管起的挂导不通揪电街阻RD自S陪1＜村＜RDS发2，输庆出楚电冬压蹦为扬：（2）坊当染输衔入Vi为低映电平0V时，2．NM加OS门电偏路（1）徐与阅非振门T1截止动，T2导通絮。VO=VD厚D-VT=8V阁=VO柄H，即输铅出为脚高电逃平。所建以丸电吐路闹实去现责了宽非社逻暖辑刺。0101BLA0011输入1110输出

与非真值表（2）仰或膜非郊门0101BLA0011输入1000输出

或非真值表1．逻由辑关喜系：（法设VD盾D＞（VTN+疫|VT掌P|）婆，纯且VT示N=晌|VT膀P|）（1）当Vi=德0V时，TN截止茶，TP导通菜。输获出VO≈VDD。（2）当Vi=VD忍D时，TN导通仔，TP截止什，输礼出VO≈嚷0V。1.黎3.激2绩C轨MO约S门电熄路CM灾OS逻销辑未门快电合路太是劣由N沟道MO晶SF姜ET和P沟睛道M钩O举S流F自E鼓T互卫补啄而酷成挠。（1）秀当Vi＜2V，TN截反止她，TP导通催，Vo≈VDD=经1户0V。2．电枯压传隙输特我性：CM趁OS门电企路的巨阈值令电压Vth=VD劫D/2（肌设:VDD=汗1搜0烧V，VTN=牵|VT捆P|=稀2V）（2）当2V＜Vi＜5V，TN工作搏在饱阴和区例，TP工作在可钻变电静阻区握。（3）咱当Vi=5V，两扫管衫都愁工逃作德在忆饱留和糕区洞，Vo=（VD从D/坐2）=5V。（4）当5V＜Vi＜8V，TP工燃作旷在告饱通和剃区螺，TN工作书在可洪变电急阻区锤。（5）当Vi＞8V，TP截贴止宿，TN导困通飘，Vo=探0V。3．工炊作速燃度由于C喝M筒O婆S非傅门局电流路筐工箭作当时参总灭有竖一舌个妻管住子剥导则通鸭，俩所饭以犁当宰带绍电箭容派负韵载充时唱，归给倒电退容悬充必电夜和据放年电智都份比层较堡快礼。C被M兼O捏S非门寸的平耀均传向输延苗迟时良间约毙为1衰0ns。（2）狐或货非针门1孤.严3嫂.设3其他否的CM望OS门电鸽路1．CM个OS与涨非胃门谨和答或征非谣门迷电摄路（1）电与蔬非化门（3）带陡缓冲短级的俊门电狂路为姓了乱稳秋定君输捆出害高既低厉电珍平渠，祝可贴在投输枣入赌输容出锯端仔分夏别喜加像反既相耀器怨作社缓巴冲缓级逆。后级冻为与圈或非适门，麦经过躺逻辑设变换搜，可耍得：2．C肝M狠O纵S异或薄门电蕉路由初两写级洁组槽成摸，坑前帅级荒为瓦或拣非婚门要，尸输淋出诸为当EN=1时，TP2和TN2同时馅截止钓，输沸出为高暴阻外状许态。所腹以秆，危这矮是沫一居个僻低铺电闷平蚊有址效滴的昏三朽态肆门相。3．CM票OS三态迟门当EN=0时，TP2和TN2同时导通，为正常的非门，输出4．CM征OS传北输陆门工块作盲原衫理匙：麻（简设返两您管圾的赛开裳启箭电养压VTN=奶|VTP|）（1）当C接高电平VDD，接低电平0V时，若Vi在0V～VDD的范围变化，至少有一管导通，相当于一闭合开关，将输入传到输出，即Vo=Vi。（2）当C接低电平0V，接高电平VDD，Vi在0V～VDD的范围变化时，TN和TP都截止，输出呈高阻状态，相当于开关断开。1．CM油OS逻半辑愉门季电叉路霞的炎系么列（1）留基袭本汪的C朽M粮O赌S——趴40贿00系列四。（2）高验速练的CM坡OS——HC系列梢。（3）用与TT蠢L兼幻玉容旷的过高幻玉速CM美OS—哨—H句C抵T系愚列置。2．CM堆OS逻弊辑棒门叙电挺路传主毁要很参逢数梁的物特锋点（1）VOH（mi膜n）=0制.9VDD；VOL（ma烈x）=韵0赵.俩0雀1VDD。所穷以C魄M万O亿S门电魄路的稀逻辑济摆幅监（即栽高低庆电平素之差铃）较去大。（2）营阈师值常电梁压Vth约堵为VD耽D/父2。（3）C纹M贷O六S非搞门密的润关面门孙电补平VOF面F为0我.金4箭5VD载D，开门克电平VON为0.伴55VD框D。因筛此染，夹其孙高晚、皱低肥电冶平余噪宋声碌容唇限耕均除达0玻.绝4爽5VD极D。（4）CM醋OS电路搬的功望耗很碗小，究一般美小于1mW/门省；（5）泼因C敏M盏O杀S电路京有极滨高的阔输入凤阻抗誓，故周其扇恢出系耳数很泰大，闹可达5雀0。1.融3.铸4C颤M扬O臂S逻谱辑滑门筑电便路找的士系削列慢及坟主组要爽参壤数一亚、TT洲L与CM育OS器符件填之优间浑的唐接户口颂问耗题两种荒不同锣类型店的集膏成电设路相令互连叉接，爬驱动闲门必项须要崇为负调载门泰提供督符合懂要求插的高熔低电涛平和把足够斧的输果入电将流，姐即要话满足党下列书条件夏：驱酷动腔门馋的VO现H（mi捷n）≥负旨载炸门延的VIH（mi蛇n）驱动破门的VOL（m译a宿x）≤负猛载宾门穿的VI壶L（m主a键x）驱动害门的IO丈H（m邀a村x）≥负荣载冰门峰的II诸H（总）驱动催门的IO毕L（ma离x）≥负载绑门的II料L（总落）1.最4集成宗逻辑葵门电呆路的歪应用（b）用T流T答L门电救路驱霸动5V低电集流继世电器亡，其捞中二羽极管D作保修护，连用以约防止医过电道压。二露、T疗T威L和CM缘瑞OS电没路惊带允负颜载犬时分的魔接周口革问赚题1．对于呢电流董较小养、电辆平能流够匹忍配的浴负载仓可以芹直接细驱动谢。（a）用TT知L门奖电光路迫驱鼻动富发符光易二茶极香管LE屿D，这时剩只要淡在电洒路中学串接霞一个顶约几呢百W的天限菊流孟电慨阻货即伶可候。2．带跪大电藏流负判载（a）可将划同一隔芯片袍上的蜓多个话门并想联作笨为驱吸动器左。（b）也吹可胃在赞门慌电虑路钻输飞出足端袋接还三停极陡管两，谎以霞提蒸高偷负朗载竟能汉力爬。（2）滨对棉于腐或鸟非剃门袋及杯或健门晌，冈多虹余胞输抛入胜端塌应缓接低电庸平，比缓如直母接接猜地；畜也可闯以与君有用术的输王入端威并联具使