第2章-集成逻辑门电路-课件

第2章集成逻辑门电路2.1分立元件门电路2.2TTL集成逻辑门电路2.3CMOS集成逻辑门电路2.4集成逻辑门电路的应用1ppt课件2.1分立元件门电路下一页返回用以实现各种基本逻辑关系的电子电路称为门电路；门电路的主要类型：门电路的主要类型有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等。1、门电路的概念2、逻辑变量与两状态开关

在二值逻辑中，逻辑变量的取值不是0就是1，是一种二值量。在数字电路中，与之对应的是电子开关的两种状态。半导体二极管、三极管和MOS管是构成这种电子开关的基本开关元件。2ppt课件3、分立元件门电路和集成门电路1）用分立的元器件和导线连接起来构成的门电路，称为分立元件门电路。2）把构成门电路的元器件和连线都制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了集成门电路。3ppt课件2.1.1二极管门电路1.半导体的开关特性1）静态特性

断开时，其等效电阻ROFF＝∞，通过其中的电流IOFF＝0。

闭合时，其等效电阻RON＝0，其两端电压UAK＝0。2）动态特性

开通时间ton＝0，即开关由断开状态转换到闭合状态不需要时间，可以瞬间完成。

关断时间toff＝0，即开关由闭合状态转换到断开状态不需要时间，可以瞬间完成。AKS理想开关4ppt课件半导体二极管最显著的特点是具有单向导电性能。2、半导体二极管的开关特性R导通截止相当于开关断开相当于开关闭合S3V0VSRRD3V0V5ppt课件（一）静态特性

1、半导体二极管的结构示意图、符号和伏安特性半导体二极管的结构示意图、符号和伏安特性如下图所示。6ppt课件

2、半导体二极管的开关作用

⑴开关应用举例下图是最简单硅半导体二极管开关电路。输入电压为uI,其低电平UIL＝－2V,高电平为UIH＝3V。

①

uI＝UIL时，半导体二极管反偏，D处于反向截止区，如同一个断开了的开关，直流等效电路如图(b)。

②uI＝UIH时，半导体二极管正偏，D工作在正向导通区，如同一个具有0.7V压降、闭合了的开关，直流等效电路如图(c)。

7ppt课件

⑵、静态开关特性硅半导体二极管具有下列静态开关特性：

①导通条件及导通时的特点：

当外加正向电压UD＞0.7V时，二极管导通，硅半导体二极管如同一个具有0.7V压降、闭合了的开关。

②截止条件及截止时的特点：当外加正向电压UD＜0.5V时，二极管截止，硅半导体二极管如同一个断开了的开关。8ppt课件（二）动态特性

1、二极管的电容效应二极管存在结电容Cj和扩散电容CD，Cj和CD的存在极大地影响了二极管的动态特性，无论是开通还是关断，伴随着Cj、CD的充、放电过程，都要经过一段延迟时间才能完成。

2、二极管的开关时间下图所示是一个简单的二极管开关电路及相应的uI和iD的波形。9ppt课件

⑴开通时间当输入电压uI由UIL跳变到UIH时，二极管D要经过延迟时间td、上升时间tr之后，才能由截止状态转换到导通状态。半导体二极管的开通时间为：ton=td＋tr

⑵关断时间当输入电压uI由UIH

跳变到UIL时，二极管D要经过存储时间ts、下降时间（也称为渡越时间）tf之后，才能由导通状态转换到截止状态。半导体二极管的关断时间为：toff=ts＋tf

10ppt课件3、二极管与门1）电路组成及逻辑符号11ppt课件⑴电压关系表

①uA=uB=0时，D1、D2均导通

uY=uA+uD1=uB+uD2=0+0.7V=0.7V

②uA=0、uB=3V时，由于uA、uB电平不同，当D1导通后，使

uY=uA+uD1=0+0.7V=0.7V导致uD2=uY－uB=0.7－3＝－2.3V，故D2截止。D1导通后，uY被钳位在0.7V。

③uA=3V、uB=0V时，与②类似，D2导通，D1截止，D2导通后，uY被钳位在0.7V。

④uA=3V、uB=3V时，D1、D2都导通。uY被钳位在3.7V。2）工作原理电压关系表

整理上述估算结果，可得右表所示电压关系表。12ppt课件返回真值表

⑵设定变量、状态赋值、列真值表

①设定变量：用A、B、Y分别表示uA、uB、uY。

②状态赋值：用0表示低电平，用1表示高电平。

③列真值表：根据设定的变量和状态赋值情况，由电压关系表可列出右下表所示的与门的逻辑真值表。综上所述，该电路确实实现了与的逻辑功能Y=A·B，所以是一个二极管与门。13ppt课件4、

二极管或门上一页下一页返回1）电路组成及逻辑符号14ppt课件2）工作原理⑴电压关系表①uA=uB=0时，D1、D2均截止uY=0V。

②uA=0V、uB=3V时，D2导通，D1截止，uY=3－0.7V=2.3V。③uA=3V、uB=0V时，D1导通，D2截止，uY=3－0.7V=2.3V。④uA=3V、uB=3V时，D1、D2均导通。uY=3－0.7V=2.3V。整理分析估算结果，即可得到电压关系表如右表所示。电压关系表15ppt课件返回真值表

⑵设定变量、状态赋值、列真值表

①设定变量：用A、B、Y分别表示uA、uB、uY。

②状态赋值：用0表示低电平，用1表示高电平。

③列真值表：根据设定的变量和状态赋值情况，由电压关系表可列出右下表所示的与门的逻辑真值表。综上所述，该电路确实实现了或的逻辑功能Y=A+B，所以是一个二极管或门。16ppt课件2.1.2

晶体管门电路1、半导体晶体管的开关特性饱和截止3V0VuO0相当于开关断开相当于开关闭合uOUCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V0V17ppt课件

一、静态特性

1、结构示意图、符号和输入、输出特性半导体三极管的结构示意图、符号如下图所示。18ppt课件

半导体三极管的输入、输出特性如下图所示。

输入特性指的是基极电流iB和基极-发射极间电压uBE之间的关系曲线。输出特性指的是基极电流iC和集电极-发射极间电压uCE之间的关系曲线。在数字电路中，半导体三极管不是工作在截止区，就是工作在饱和区，而放大区仅仅是一种瞬间即逝的工作状态。19ppt课件2、半导体三极管的静态开关特性

⑴饱和导通条件及饱和时的特点饱和导通条件：三极管基极电流iB大于其临界饱和时的数值IBS时，饱和导通。饱和导通时的特点：对于硅三极管，饱和导通后

uBE≈0.7V，uCE＝UCES≤0.3V如同闭合的开关。20ppt课件⑵截止条件及截止时的特点截止条件：uBE＜Uo＝0.5V式中，Uo是硅三极管发射结的死区电压。截止时的特点：iB≈0，iC≈0如同断开的开关。21ppt课件

二、动态特性半导体三极管和二极管一样，在开关过程中也存在电容效应，都伴随着相应电荷的建立和消散过程，因此都需要一定时间。

右图所示是三极管开关电路中uI为矩形脉冲时，相应iC和uO的波形。22ppt课件

⑴开通时间当输入电压uI由UIL＝－2V跳变到UIH＝3V时，三极管需要经过延迟时间td和上升时间tr之后，才能由截止状态转换到饱和导通状态。开通时间为

ton=td＋tr

⑵关断时间当输入电压uI由UIH＝3V

跳变到UIL＝－2V时，三极管需要经过存储时间ts、下降时间tf之后，才能由饱和导通状态转换到截止状态。半导体三极管的关断时间为

toff=ts＋tf

半导体三极管开关时间的存在，影响了开关电路的工作速度。由于toff＞ton，所以减少饱和时基区存储电荷的数量，尽可能地加速其消散过程，即缩短存储时间tS，是提高半导体三极管开关速度的关键。23ppt课件2、

三极管非门上一页下一页返回1.电路组成及逻辑符号24ppt课件设输入信号为+5V或0V:(1)A=0V时，三极管截止，Y=5V。

(2)A=5V时，三极管工作于饱和状态，Y=0.3≈0V。上一页下一页返回2.工作原理25ppt课件若用A、Y分别表示uI、uO，用0表示低电平，用1表示高电平。则可由左下表所示的电压关系表得到右下表所示的真值表。由右下表可知，下图所示电路实现了非逻辑功能，是一个三极管组成的非门。50.305uO/VuI/V非门电压关系表1001YA非门真值表

半导体三极管饱和导通以后也有钳位作用。如果发射极电位是不变的，那么它的集电极电位就被固定在比发射极高0.3V的电位上；反之，若其集电极电位是不变的，那么它的发射极电位就被固定在比集电极低0.3V的电位上。26ppt课件1）高电平和低电平：高电平和低电平是两种状态，是两个不同的可以截然区别开来的电压范围。右图2.4～5V范围内的电压，都称为高电平，用UH表示。0～0.8V范围内的电压，都称为低电平，用UL表示。2）正逻辑和负逻辑：用1表示高电平，用0表示低电平，称为正逻辑赋值，简称正逻辑。用1表示低电平，用0表示高电平，称为负逻辑赋值，简称负逻辑。2.1.3高、低电平与正、负逻辑27ppt课件2.2TTL集成逻辑门电路下一页返回晶体管一晶体管逻辑(Transistor-TransistorLogic)门电路，简称TTL电路2.2.1TTL反相器1、电路组成

一、电路组成及其工作原理

①输入级由T1、R1、D1组成，D1是保护二极管，是为防止输入端电压过低而设置的；

②中间级由T2、R2、R3组成，T2集电极输出驱动T3，发射极输出驱动T4；

③输出级由T3、T4、D和R4组成。

图(a)是TTL反相器的典型电路图，它有三部分组成：中间级(a)AR14kΩT3T2T1YR4+5VT4R21.6kΩR3130Ω1kΩuIuOD+VCC输入级输出级3.6V0V3.6V0VD128ppt课件2、工作原理

①、当电路输入端A接高电平（3.6V）时3.6V3.6V4.3V全导通0.7V×21.4V电位钳在2.1V发射结反偏UBE1＝2.1－3.6＝－1.5V＜0

T1管发射结处于反向偏置，而集电结处于正向偏置，所以，T1管处于发射结和集电结倒置使用的工作状态。1VUC2＝UCES2＋Ube4＝0.3＋0.7≈1V∵UC2≈1V，该值不足以使T3、D导通，故T3、D截止。输入为1输出为0uO＝0.3V29ppt课件②、当电路输入端接低电平(0V)时0V截止发射结导通Ub1≈0＋0.7＝0.7V

∵Ub1≈0.7V，作用于T1

管的集电结和T2、T4管的发射结，不足以让T2、T4导通。故T2、T4截止。uO≈VCC－Ube3－UD＝5－0.7－0.7＝3.6V输入为0输出为1≈5V4.3V0.7V由于T2截止，VCC通过R2、T3和D管使之工作在导通状态，T3发射结和D的导通压降均为0.7V。ib3≈03.6V

综上所述可知，上图所示电路确实实现了非运算，是非门，即反相器。30ppt课件

输入特性是指输入电流与输入电压之间的关系曲线，即II=f(uI)的函数关系。典型的输入特性如图所示。

二、静态特性

1、输入特性31ppt课件①输入端短路电流IIS

当uI=UIL=0V时的输入电流称为输入端短路电流IIS，是uI=0即输入端对地短接时，由反相器输入端流出来的电流。数值为：

②输入漏电流IIH。

当uI=UIH=3.6V时的输入电流称为输入漏电流IIH，即T1倒置工作时的反向漏电流，其电流值很小，倒置时其电流放大系数βi=0.01～0.02，若取βi=0.02，则数值为：32ppt课件③输入端负载特性

反映接在反相器输入端电阻Ri两端的电压uI和Ri阻值之间关系的曲线称为输入端负载特性曲线，简称输入端负载特性如图所示。

开门电阻Ron

当Ri=∞，即输入端悬空时，iB1经T1集电极流入T2基极，使T2饱和导通。进而使T4也饱和导通并导致T3、D截止，反相器处于导通状态，输出电压uO=UOL≤0.3V，而uB1由于bc1、be2、be4结的钳位作用，被固定在2.1V，因此uI=uB1-uBE1=(2.1-0.7)V=1.4V。实际上，要使反相器工作在导通状态，uO≤0.3V，Ri只需大于2.5KΩ就可以了，因此把2.5KΩ称为反相器电路的开门电阻Ron。33ppt课件

关门电阻Roff

当Ri=0，iB1全部流向T1发射极，T2、T4截止，T3、D导通，输出电压uO=UOH=3.6V，反相器处于截止状态。而uI=iB1·Ri=0V。实际上，只要Ri＜0.7KΩ，反相器就会截止，输出为高电平，因此又把0.7KΩ称为反相器电路的关门电阻，用Roff表示。

综上所述可知，当Ri＞Ron时，其逻辑状态相当于1，反相器导通，输出端逻辑状态为0；当Ri＜Roff时，其逻辑状态相当于0，反相器截止，输出端逻辑状态为1。如果Roff＜Ri＜Ron，则反相器将处于不正常状态，既不是1也不是0，这种情况是不允许的。34ppt课件2、输出特性

反映输出电压uO与输出电流iO之间的关系曲线，称为输出特性曲线，简称输出特性，如图所示。

35ppt课件①

uI=UIH、uO=UOL

，带灌电流负载时的特性当uI=UIH，为高电平时，T2、T4饱和导通，T3、D截止，输出电压uO低电平，带灌电流负载，等效电路如图2.4.5所示。特性如图2.4.4(b)右边部分所示。RL是负载电阻，由于深度饱和，输出电阻很小，灌电流iO增加时，输出电压上升缓慢。反相器输出为低电平时，带灌电流负载的能力IOL可达16mA。

图2.4.4R14kΩT2T1+5VR21.6kΩR31kΩuO+VCC+5V+VCCUIH++__T4RLiO图2.4.536ppt课件图2.4.4

②

uI=UIL、uO=UOH

，带拉电流负载时的特性当uI=UIL，为低电平时，T2、T4截止，T3、D导通，输出电压uO为高电平，带拉电流负载，等效电路如图2.4.6所示。特性如图2.4.4(b)左边部分所示。RL是负载电阻，T3工作在射极输出器状态，输出电阻也不大。当拉电流

iO＜5mA时，T3微饱和，因而输出高电平UOH变化不大。当

iO＞5mA时，T3进入深饱和，由于iR4≈iO

，UOH=VCC－Uces2－UD－iOR4，故UOH将随着

iO增加而降低。图2.4.6T3R4+5VR21.6kΩ130ΩuOD+VCCRLiO_+iO的实际方向与参考方向相反37ppt课件3、电压传输特性

反映输出电压uO与输人电压uI关系的曲线称为电压传输特性曲线，简称电压传输特性，如图2.4.7所示。

AB段：uI＜0.6V，T1正向饱和导通，uces1≈0.1V，uC1=＜0.7V，T2、T4截止，T3、D4导通，输出电压uO=UOH=3.6V，为高电平。称为截止区，电路处于稳定的关态。

BC段：对应uI≈0.6～1.3V，T1仍正向饱和导通，0.7V≤uC1＜1.4V。T2开始导通，进入放大区，但T4仍截止。T2管的集电极电压uC2、输出电压uO随着uI的增加而线性地减小。这一段称为线性区。UI/V3210123AUO/VBCDEUNHUNLUILUoffUthUon图2.4.7

电压传输特性38ppt课件

CD段：对应uI≥1.3V，T4开始导通。当uI增加时，输出电压急剧下降，T3和D4趋向截止，T4趋向饱和，电路状态由关态转换为开态。这一段称为转折区。转折区中心点对应的输入电压称为反相器的阈值电压，用Uth表示。Uth＝1.4V。

DE段：随着uI增加，T1进入倒置工作状态，T2、T4均饱和导通，T3、D4均截止，输出电压uO=UOL=0.3V,为低电平，电路进入稳定的开态。这一段称为饱和区。

由于阈值电压Uth所对应的是电压传输特性转折区的中心点，所以在简化定性分析中，常常把Uth当作决定反相器输出端状态的关键值。认为uI＜Uth时反相器是关断的，输出端为高电平，即uO=UOH；uI＞Uth时反相器是开通的，输出端为低电平，即uO=UOL。UI/V3210123AUO/VBCDEUNHUNLUILUoffUthUon图2.4.7

电压传输特性39ppt课件

(1)输出逻辑高电平和输出逻辑低电平在电压传输特性曲线截止区的输出电压为输出逻辑高电平UOH，典型值是3.6V，UOHmin＝2.4V。饱和区的输出电压为输出逻辑低电平UOL，典型值是0.3V，UOHmax＝0.4V。

(2)开门电平(Uon)和关门电平(Uoff)输入低电平UIL的典型值是0.3V，允许的输入低电平的最大值UILmax＝0.8V，称为关门电平Uoff=0.8V，它是保证反相器处于截止状态所允许的uI的最大值。

输入高电平UIH的典型值是3.6V，允许的输入高电平的最小值UIHmin＝2.0V，称为开门电平Uon=2.0V。

从电压传输特性曲线可以反映出TTL反相器的几个主要特性参数。40ppt课件

(3)抗干扰能力在集成电路中，经常以输入端噪声容限的数值来定量地说明门电路的抗干扰能力。当输入为低电平时，为保证电路处于稳定的关态，输入低电平加上瞬态干扰信号不应超过关门电平Uoff。因此允许的干扰容限为UNL=UILmax－UOLmax＝(0.8－0.4)V＝0.4V

，称为低电平噪声容限。当输入为高电平时，为保证电路处于稳定的开态，输入高电平加上瞬态干扰信号不应低于开门电平Uon。因此允许的干扰容限为UNH=UOHmin－UIHmin＝(2.4－2.0)V＝0.4V

，称为高电平噪声容限。

另外，随着温度的升高，输出高电平和输出低电平都会升高，阈值电压却降低。电源电压的变化主要影响输出高电平，对输出低电平影响不大。41ppt课件1、传输延迟时间50%50%tPHL0011tPLH三、动态特性

tPHL：输出电压由高电平变为低电平的传输延迟时间。

tPLH：输出电压由低电平变为高电平的传输延迟时间。

tpd：平均传输延迟时间。42ppt课件2、动态尖峰电流

(1)静态电源电流当uI=UIL=0V时，uB1=0.7V，T2、T4截止，在输出无负载情况下

当uI=UIH=3.6V时，uB1=2.1V，T2、T4饱和导通，T3、D截止43ppt课件

(2)动态电源尖峰电流

在uI由UIL跳变到UIH过程中，会略有过冲。但是，当uI由UIH跳变到UIL时，电路在状态转换期间会出现很大的动态电源尖峰电流。因为在uI＝UIH时，T2、T4饱和，尤其是T4，其饱和程度很深，当uI由UIH跳变到UIL时，T2很快截止，使T3、D导通，而T4还来不及退出饱和状态，于是从VCC经R4、T3、D、T4形成了低阻通路，显然在这种情况下，电源电流iCC要出现很大的尖峰，如图所示。44ppt课件3、交流噪声容限

与CMOS电路相似．在TTL电路中由于半导体三极管的开关时间和分布电容的充、放电过程，输入信号变化时，必须有足够的变化幅度和作用时间，才能使输出端状态改变。当uI为窄脉冲，而且其宽度接近于门电路的传输延迟时间时则其幅度只有远大于直流情况，输出端才可能改变状态。显然反相器对这类窄脉冲的噪声容限比直流噪声容限要大。TTL反相器的平均传输延迟时间tpd的典型值是10ns，而绝大多数的TTL门电路的传输延迟时间都在50ns以内，因此，当输入脉冲的宽度达到微秒数量级时，应将其当做直流信号处理。45ppt课件2.2.2TTL与非门电路1.TTL与非门的基本结构46ppt课件AB&

左图电路除了输入级T1采用了多发射极三极管外，其余部分和图2-10所示反相器电路没有什么区别。D1、D2为输入端保护二极管，是为抑制输入电压负向过冲而设置的47ppt课件2、工作原理①、当电路输入端A、B、C全部接高电平（3.6V）时3.6V3.6V4.3V全导通0.7V×21.4V电位钳在2.1V发射结全反偏UBE1＝2.1－3.6＝－1.5V＜0

T1管发射结处于反向偏置，而集电结处于正向偏置，所以，T1管处于发射结和集电结倒置使用的工作状态。1VUC2＝UCES2＋Ube4＝0.3＋0.7≈1V∵UC2≈1V，该值不足以使T3、D导通，故T3、D截止。输入全1输出为0UY＝0.3V48ppt课件②、当电路输入端A～C中至少有一个接低电平(0.3V)时0.3V3.6V3.6V截止接低电平的发射结导通Ub1≈0.3＋0.7＝1V

∵Ub1≈1V，作用于T1

管的集电结和T2、T4管的发射结，不足以让T2、T4导通。故T2、T4截止。UY≈VCC－Ube3－UD＝5－0.7－0.7＝3.6V输入有0输出为13.6V≈5V4.3V1V由于T2截止，VCC通过R2、T3和D管使之工作在导通状态，T3发射结和D4的导通压降均为0.7V。ib3≈049ppt课件+VCC+5V4kAD2T1T2T3T4D1.6k1k130Y输入级中间级输出级D1BR1R2R3R4TTL与非门1110ABY000110112.工作原理50ppt课件1、电路组成二、TTL或非门

右图所示电路是TTL或非门的电路图。R1、T1、R’1、T’1构成输入级；并联着的T2、T’2和R2、R3构成中间级；R4、T3、D、T4构成输出级。2、工作原理

输入A、B中只要有一个为1，即高电平，例如A=1，那么iB1就会经过T1集电结流入T2基极，使T2、T4饱和导通，输出为低电平，即Y=0。只有当A=B=0时，iB1、i’B1均分别流入T1、T’1发射极，T2、T’2均截止，T4也截止，T3、D导通，输出才会为高电平，即Y=1。归纳上述结果可列出教材P123页的真值表，由表可得Y＝A+BDABR1T3T2T1YR4+VCCT4R2R3T’2T’1R’1输入级D1D’1i’B1iB1+5V输出级中间级51ppt课件TTL与非门的电压传输特性及主要参数上一页下一页返回电压传输特性曲线：输出电压与输入电压之间的对应关系曲线，即uo=f(uI)52ppt课件3.电压传输特性：AB0uO/VuI/V12341234AB段：uI<0.5V

，uB1<1.3V

，T2、T4截止，T3、D导通。截止区3.6VBC段：T2开始导通(放大区)，T4仍截止。C线性区D转折区E饱和区0.3VCD段：反相器的阈值电压(或门槛电压)DE段：uI>1.4V

，T2、T4饱和导通，T3、D截止。uO=UOL≤0.3V阈值电压53ppt课件TTL集成逻辑门电路的几个重要参数①输出高电平UoHUoH的理论值为3.6V，最小值UoH(min)=2.4V②输出低电平UoL。UoL的理论值为0.3V，最大值UoL(max)=0.4V③关门电平UOFF—保证输出为额定高电平时所允许输入低电平的最大值。

UOFF≈0.8V。④开门电平电压UON

—保证输出为额定低电平时所允许的输人高电平的最小值。UON≈1.5

V。上一页下一页返回54ppt课件⑤阈值电压（门槛电压）Uth。电压传输特性曲线上转折区中点所对应的输入电压值。（输出电压发生跳变所对应的输入电压值）。Uth≈1.4V⑥噪声容限。输入信号上允许叠加的噪声电压值，称为噪声容限。它是反映门电路抗干扰能力强弱的参数。输入低电平噪声容限UNL输入高电平噪声容限UNH。⑦扇出系数价N0。与非门正常工作时能驱动的同类门的个数。对于典型电路,N0≧8。上一页下一页返回55ppt课件2.2.3

其他功能的TTL门电路1.集电极开路与非门(OC门)上一页下一页返回

下图给出的是集电极开路与非门。电路输出级三极管T4的集电极是开路的，故名集电极开路门(OpenCollectorGate),简称OC门。OC门必须外接负载电阻RC和电源V’CC才能正常工作。56ppt课件OC门的应用返回①实现线与57ppt课件②电平转换返回③驱动电路58ppt课件2.三态输出门(简称TS门)上一页下一页返回输出三态：高电平、低电平、高阻状态EN为控制端(又称使能端)EN=0正常工作EN=1正常工作59ppt课件②工作原理在图(a)电路中，当EN=0，即P=1，D3截止，电路处于工作状态，即Y=A·B·P=A·B。当EN=1时，即P=0，T2、T4截止，而导通的二极管D3把uQ钳位在小于或等于1V的电平上，使T3、D不能导通，因此输出端Y对电源VCC、对地都是断开的，呈现为高阻抗状态，并记为：Y=Z。可见图(a)电路的输出端有三种状态：高电平、低电平、高阻抗。图(b)电路是高电平使能的电路，即当使能控制端为高电平时电路处于工作状态，Y=A·B，为低电平时电路被禁止，Y=Z。60ppt课件三态门的应用返回单向总线61ppt课件EN1EN1EN1…G1G2GnA1A2An数据总线011…101…110…注意：任何时刻，只允许一个三态门使能，其余为高阻态。三态门的应用62ppt课件用做多路开关YA11EN1ENA21G1G2使能端10禁止使能01使能禁止在右图中两个三态输出反相器是并联起来的，EN是整个电路的使能端。当EN=O时．G1使能、G2禁止,Y=A1；当EN=1时G1禁止、G2使能，Y＝A2。G1、G2构成两个开关，可以根据需要将A1或A2反相后送到输出端。63ppt课件用于信号双向传输A11EN1ENA21G1G201禁止使能10使能禁止

在图中两个三态输出反相器反并联起来构成双向开关，当EN=O时信号向右传送，A2＝A1；当EN=1时，信号向左传送，A1＝A2。64ppt课件2.2.3TTL集成逻辑门电路系列上一页下一页返回1.CT54系列和CT74系列65ppt课件2.TTL集成逻辑门电路的子系列及比较①CT74标准系列②CT74H高速系列。③CT74L低功耗系列④CT74S肖特基系列⑤CT74LS低功耗肖特基系列⑥CT74AS先进肖特基⑦CT74ALS先进低功耗肖特基系列。上一页下一页返回66ppt课件2.2.4TTL集成逻辑门电路的使用规则1.电源应尽量消除干扰。（1）电源电压范围为5V±10%，有的要求5V±5%。（2）电源入口处应接20~50μF的滤波电容以滤除纹波电压。（3）在芯片的电源引脚处接0.01~0.1μF的滤波电容过滤高频干扰。（4）逻辑电路和其他强电回路应分别接地。2.输出端的连接TTL门电路的输出端不允许直接并联使用。输出端不允许直接接电源VCC或直接接地。3.闲置(多余)输入端的处理TTL集成门电路使用时，对于闲置(不用的)输入端一般不悬空。(1)与门、与非门的闲置输入端，可直接接电源或通过1～10kΩ的电阻接电源VCC。(2)如果前级驱动能力允许,可将闲置输入端与有用端并联使用。

(3)或门、或非门不使用的闲置输入端应接地，或通过较小电阻(1kΩ以下)接地。

(4)对与或非门中整个不用的与门，至少应有一个输入端接地。上一页下一页返回67ppt课件2.3CMOS集成逻辑门电路

MOS集成逻辑门是采用单极型场效应三极管(MOS管)作为开关元件的数字集成电路。MOS门电路有PMOS,NMOS和CMOS这3种类型。优点：是静态功耗低抗干扰能力强工作稳定性好下一页返回68ppt课件2.3.1CMOS反相器1.MOS管的开关特性(1)NMOS管的开关特性。开启电压用UGS（th)表示，为正值。当栅极和源极之间的电压UGS>UGS（th)

时，NMOS管导通，相当于开关接通;当uGSN<UGSN时，NMOS管截止，相当寸开关断开。上一页下一页返回69ppt课件开启电压为负值。当栅源电压IuGSI>IUGS(th)I时，PMOS管导通，相当于开关接通;当IuGSPI<IUGS(th)I时，PMOS管截止，相当于开关断开。上一页下一页返回(2)PMOS管的开关特性70ppt课件(1)电路组成(2)工作原理输入为低电平：uI=UIL=0，TN管截止、TP管导通；输出电压uO=UOH≈VDD。输入为高电平：UI=UIH=VDD,TN管导通，TP管截止，输出电压uO=UOL≈0V。上一页下一页返回2.CMOS反相器71ppt课件2.3.2其他功能的CMOS门电路1.CMOS传偷门(TG门)(1)电路结构上一页下一页返回控制电压C接高电平VDD,

接低电平0V时，TN导通，TP导通，输出uO=uI，传输门开通(2)工作原理72ppt课件CMOS模拟开关返回73ppt课件2.CMOS漏极开路与非门(OD门)上一页下一页返回74ppt课件2.3.3CMOS数字集成电路系列及特点1.CMOS数字集成电路系列

(1)CMOS4000系列。工作电源电压范围为3~18V,具有功耗低、噪声容限大、扇出系数大等优点。缺