三集成逻辑门电路

§3.1集成电路（IntegratedCircuit）概述按照集成度分类：一定大小的芯片上含有多少个门小规模集成电路SSI：1-50个门中规模集成电路MSI：50-100个门。大规模集成电路LSI：100-10000个门。超大规模集成电路VLSI：104-106个门常用的逻辑门和触发器常用译码器、加法器、计数器、移位寄存器LSI、VLSI——只读存储器、随机存储器、微处理器、单片微处理机、位片式微处理器、高速乘法累加器、通用和专用数字信号处理器等按照组成电路的基本器件分类双极性集成电路：主要以半导体三极管构成单极性集成电路：主要以场效应管构成TTL：晶体管-晶体管逻辑电路HTL：高阈值逻辑电路ECL：射极耦合逻辑电路I2L：集成注入逻辑电路PMOS：P沟道MOSNMOS：N沟道MOSCMOS：PMOS–NMOS互补新型MOS电路：VMOS，DMOS，HMOSTTL和CMOS集成电路的比较TTL集成电路工作速度高，驱动能力强，但功耗大，集成度低；CMOS集成电路集成度高，功耗低，超大规模集成电路基本上都是CMOS集成电路，其缺点是工作速度略低；目前已生产了BiCMOS器件，它由双极型晶体管电路和MOS型集成电路构成，能够充分发挥两种电路的优势，缺点是制造工艺复杂。适用于工作环境好、对处理速度要求高的场合适用于对处理速度要求不高，工作环境不理想的场合，尤其是工业干扰较大的环境电源输入1输出1输入2输出2输入3输出3输入3输出3接地集成电路举例：TTL与非门§3.2特殊门电路——OC门用与非门来实现逻辑函数

将其化成与非式：ABCD1OC门是一种特殊的门电路，当它的输出端直接相连时，可以不需另加门电路即可实现“与”运算这种连接方式称为“线与”，可以节省门电路。ABCDFF§3.2特殊门电路——三态门TSL普通逻辑门电路有两个输出：0和1三态门的输出除了0和1之外，还有一个“高阻态”；其输入端也多了一个控制端，称为“使能端”。“高阻态”相当于将输出端与其他端断开控制输入输出EABF10011011110111100××高阻TTL与非门的典型电路图TTL与非门e3c1T2b5c2T1T3F360ΩABCb1b3e2b4c4T4T5R1R2R4R3VO3kΩ750Ω100Ω3kΩc5c3R5+5VR1+5Vb1e1e2e3c1ABCTTL与非门的工作原理输入级：由多发射极晶体管T1和电阻R1组成，实现与逻辑功能。中间级：由T2、R2、R3组成，c2e2同时输出两个相位相反的信号，保证T4和T5管一个导通时，另一个就截止。输出级：由R4、R5、T3、T4、T5组成，T5是反相器，T3、T4组成复合管构成一个射随器，作为T5管的有源负载，与T5组成推拉式电路，图TTL与非门e3c1T2b5c2T1T3F360ΩABCb1b3e2b4c4T4T5R1R2R4R3VO3kΩ750Ω100Ω3kΩc5c3R5+5VR1b1ABCc1图TTL与非门e3c1T2b5c2T1T3F360ΩABCb1b3e2b4c4T4T5R1R2R4R3VO3kΩ750Ω100Ω3kΩc5c3R55VR1b1ABc11.工作原理：(１)当A、B、至少有一个为低电平（VIL=0.3VVB1=VIL+VBE1=0.3+0.7=1VVC1≈0.3V，T2、T5截止，因为

IB3R2很小，VC2=VB3≈5V，T3、T4导通VO=VOH=VB3－VBE3－

VBE4≈3.6V，输出F为高电平。(２)当A、B、全为高电平VA=VB=3.6V时：VB1=VBC1+VBE2+VBE5=0.7×3=2.1V。T2和T5饱和导通，饱和压降为0.3V。VC2=VCE2+VBE5=0.3V+0.7V=1V，T3微导通，T4截止。VO=VCES5=0.3V。即输入端全为高电平时，输出端为低电平。图2-6TTL与非门e3c1T2b5c2T1T3F360ΩABCb1b3e2b4c4T4T5R1R2R4R3VO3kΩ750Ω100Ω3kΩc5c3R55VR1b1ABc12、电位关系、真值表(１)当A、B、至少有一个为低电平（0.3V））时，

VO=VOH=3.6V。(２)当A、B、全为高电平VIH=3.6V时，

VO=VOL=VCES5=0.3V。即：有0为1；全1为0真值表为：3.逻辑关系：Y=ABABF001101011110真值表二、TTL与非门的电压传输特性（1）测试电路vIvOVV++－－(a)电压传输特性测试电路&3.6321O0.511.522.533.5ABCDEVNLVNH(b)电压传输特性vO(V)vI(V)VOFFVONAB段:截止区。vI＜0.6VT2、T5截止VO=3.6V传输特性BC段：线性区：0.6V＜vI＜1.3VCD段：过渡区1.3V＜VI＜1.4VDE段：饱和区vI＞1.4V以后传输特性BC段：线性区：0.6V＜vI＜1.3V这时T2管导通处于放大状态，

VC2、

VO随vI的增大而线性降低，故该段称为线性区。由于T5管的基极电位还低于0.7V，故T5管仍截止。T3、T4管还是处于导通状态CD段：过渡区1.3V＜VI＜1.4V，T5、T2、T3、T4导通，T2、T5管趋于饱和，T4趋于截止，输出电压VO随VI增加急剧下降到低电平VO=0.3V。CD段中点对应的输入电压称阈值电压VT（门槛电压），VT=1.4V。VI＜VT：输出高电平。VI＞VT：输出低电平。DE段：饱和区vI＞1.4V以后，T3管微导通，T4管截止。T2、T5管饱和导通。图2-6TTL与非门e3c1T2b5c2T1T3FA