數(shù)字電子技術(shù)3門電路

1、1第三章門電路2第三章第三章 門電路門電路3.1 概述概述3.1 概述概述3.2 半導體二極管門電路半導體二極管門電路3.3 CMOS門電路門電路*3.4 其它類型的其它類型的MOS集成電路集成電路3.5 TTL門電路門電路3內(nèi)容提要內(nèi)容提要 本章系統(tǒng)的講述數(shù)字電路的基本邏輯本章系統(tǒng)的講述數(shù)字電路的基本邏輯單元電路單元電路門電路。門電路。 介紹半導體二極管、三極管、介紹半導體二極管、三極管、MOS場場效應(yīng)管的開關(guān)特性；重點討論效應(yīng)管的開關(guān)特性；重點討論CMOS門電門電路和路和TTL門電路的工作原理、邏輯功能，門電路的工作原理、邏輯功能，以及作為電子器件的電器特性。以及作為電子器件的電器特性。4

2、3.1 概述概述門電路：門電路：是用以實現(xiàn)基本邏輯運算和復合邏輯運算是用以實現(xiàn)基本邏輯運算和復合邏輯運算的單元電路。的單元電路。門電路的主要類型：門電路的主要類型：與門、或門、非門、與非門、與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門等?；蚍情T、異或門等。門電路的輸出狀態(tài)與賦值對應(yīng)關(guān)系：門電路的輸出狀態(tài)與賦值對應(yīng)關(guān)系：正邏輯：正邏輯：高電平對應(yīng)高電平對應(yīng)“1”；低電；低電平平對應(yīng)對應(yīng)“0”?；旌线壿嫞夯旌线壿嫞狠斎胗谜壿?、輸出用負邏輯；或者輸輸入用正邏輯、輸出用負邏輯；或者輸入用負邏輯、輸出用正邏輯。入用負邏輯、輸出用正邏輯。一般采用一般采用正邏輯正邏輯負邏輯：負邏輯：高電高電平平對應(yīng)對應(yīng)“0”

3、；低電；低電平平對應(yīng)對應(yīng)“1”。5100VVCC在數(shù)字電路中，對電壓值為多少并不重在數(shù)字電路中，對電壓值為多少并不重要，只要能判斷高低電平即可。要，只要能判斷高低電平即可。S開開-vo輸出高電平，對應(yīng)輸出高電平，對應(yīng)“1”。S合合-vo輸出低電平，對應(yīng)輸出低電平，對應(yīng)“0”。 V VvoSVCCRvI（a）單開關(guān)電路）單開關(guān)電路圖圖3.1.1 用來獲得高、用來獲得高、低電平的基本開關(guān)電路低電平的基本開關(guān)電路如何獲得高電平或者低電平呢？如何獲得高電平或者低電平呢？電子開關(guān)電子開關(guān)（二極管、（二極管、三極管）三極管）6數(shù)字電路的發(fā)展數(shù)字電路的發(fā)展數(shù)字集成電路：數(shù)字集成電路：在一塊半導體基片上制作出

4、在一塊半導體基片上制作出一個完整的邏輯電路所需要的全部元件和連線。一個完整的邏輯電路所需要的全部元件和連線。數(shù)字集成電路具有體積小、可靠性高、速度快、數(shù)字集成電路具有體積小、可靠性高、速度快、而且價格便宜的而且價格便宜的特點特點。電子管電子管半導體分立器件半導體分立器件數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路7數(shù)字電路的發(fā)展數(shù)字電路的發(fā)展集成度規(guī)格集成度規(guī)格三極管數(shù)三極管數(shù)/片片典型應(yīng)用典型應(yīng)用小規(guī)模小規(guī)模100以下以下門電路門電路中規(guī)模中規(guī)模100幾千個幾千個計數(shù)器計數(shù)器大規(guī)模大規(guī)模104105各種專用芯片各種專用芯片超大規(guī)模超大規(guī)模 105106存儲器存儲器甚大規(guī)模甚大規(guī)模106以上以上可編程邏輯器件可編

5、程邏輯器件數(shù)字集成電路按集成度分為：數(shù)字集成電路按集成度分為：SSI、MSI、LSI、VLSI、USI等五類。等五類。集成度是指每一芯片所包含的三極管的個數(shù)。集成度是指每一芯片所包含的三極管的個數(shù)。81971年年集成度：集成度：2300個晶體管個晶體管1972年年集成度：集成度：3500個個1978年年集成度：集成度：2.9萬萬1982年年集成度：集成度：13.4萬萬2008年年集成度：集成度：8.2億億9數(shù)字集成電路按制造工藝分為：數(shù)字集成電路按制造工藝分為：雙極型、雙極型、單極型和混合型單極型和混合型IC。雙極型雙極型IC：直到直到20世紀世紀80年代初一直是主流年代初一直是主流IC。缺點

6、：功耗大。缺點：功耗大。CMOS IC： 出現(xiàn)于出現(xiàn)于20世紀世紀60年代后期，當前的主年代后期，當前的主流流IC。優(yōu)點：功耗極低。優(yōu)點：功耗極低。10反向截止：反向截止： 正向?qū)ǎ赫驅(qū)ǎ?開關(guān)接通開關(guān)接通開關(guān)斷開開關(guān)斷開3.2 半導體二極管門電路半導體二極管門電路 半導體半導體二極管相當于一個受外加電壓極性控二極管相當于一個受外加電壓極性控制的開關(guān)。制的開關(guān)。3.2.1 半導體二極管的開關(guān)特性半導體二極管的開關(guān)特性11圖圖3.2.3 二極管伏安特性的幾種近似方法二極管伏安特性的幾種近似方法正向?qū)▔航岛驼驅(qū)▔航岛驼螂娮璨荒芎雎韵螂娮璨荒芎雎詢H忽略正向電阻僅忽略正向電阻正向?qū)▔?/p>

7、降和正向?qū)▔航岛驼螂娮瓒己雎哉螂娮瓒己雎?2半導體半導體二極管的動態(tài)工作情況二極管的動態(tài)工作情況:(1)(1)二極管外加電壓由反二極管外加電壓由反向變正向時，正向?qū)娤蜃冋驎r，正向?qū)娏鞯慕⑸晕笠稽c；流的建立稍微滯后一點；(2)(2)二極管外加電壓由正二極管外加電壓由正向變反向時，產(chǎn)生較大的向變反向時，產(chǎn)生較大的瞬態(tài)反向電流，并持續(xù)一瞬態(tài)反向電流，并持續(xù)一定的時間；定的時間；反向恢復時間反向恢復時間tre ：反向電流從峰值衰反向電流從峰值衰減到峰值的十分之減到峰值的十分之一所經(jīng)過的時間一所經(jīng)過的時間二極管產(chǎn)生反向恢復過程的原因是：二極管產(chǎn)生反向恢復過程的原因是：電荷存儲效應(yīng)。

8、電荷存儲效應(yīng)。tre為納秒數(shù)量級為納秒數(shù)量級13ABY0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V輸入變量輸入變量輸出變量輸出變量( VDF =0.7V ) 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 &ABY3.2.2 二極管與門二極管與門0V3VAB+5VYD1D2R14ABY0V0V 0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 ABY3.2.3 二極管或門二極管或門YD1D2ABR0V3V( VDF =0.7V )151、MOS場效應(yīng)管的類型及特性場效應(yīng)管的類型及特性N溝道增強型溝道增強型MOS管管

9、P溝道增強型溝道增強型MOS管管N溝道溝道耗盡耗盡型型MOS管管P溝道溝道耗盡耗盡型型MOS管管增強型增強型：耗盡型耗盡型：3.3.1 MOS管的開關(guān)特性管的開關(guān)特性3.3 CMOS門電路門電路 CMOS集成電路中，以金屬集成電路中，以金屬-氧化物氧化物-半導體場半導體場效應(yīng)晶體管（效應(yīng)晶體管（ MOS場效應(yīng)管場效應(yīng)管）作為開關(guān)器件。）作為開關(guān)器件。16圖圖3.3.1 N溝道增強型溝道增強型MOS管的結(jié)構(gòu)和符號管的結(jié)構(gòu)和符號 G:柵極柵極 D:漏極漏極 S:源極源極17圖圖3.3.2 N溝道溝道 MOS管共源接法及其輸出特性曲線管共源接法及其輸出特性曲線 (a)共源接法共源接法 (b)輸出特性

10、曲線輸出特性曲線可變電可變電阻區(qū)阻區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū)截止區(qū)截止區(qū)18圖圖3.3.3 NMOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線管的轉(zhuǎn)移特性曲線可以通過改變可以通過改變vGS控制控制iD的大的大小小19圖圖3.3.4 NMOS管的基本開關(guān)電路管的基本開關(guān)電路vGS VGS(th) 0 (開啟電壓）開啟電壓）D S導通導通（幾百歐）（幾百歐）vGS VGS(th) 0 (開啟電壓）開啟電壓）vGS VGS(th) D S斷開斷開D S導通導通（幾百歐）（幾百歐）vGS VGS(th) VGS(th) D S導通導通（幾百歐）（幾百歐）D S斷開斷開+VDDRDDSG+VDDSDG253.3.2 CMOS反相器的電路結(jié)構(gòu)

11、和工作原理反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理CMOS電路電路Complementary -Symmetry MOS互補對稱式互補對稱式MOST1(負載管）負載管）T2 (驅(qū)動管）驅(qū)動管）PMOS管管NMOS管管T1 : ONT2: OFFOFFON同一電平同一電平:+VDDSDADSGF一、電路結(jié)構(gòu)：一、電路結(jié)構(gòu)：26“0”(0V)vGS1 VGS (th)P0導通導通+VDDSDAFDSGT1T2PMOSNMOSvGS2VGS (th)P截止截止+VDDSDADSGT1T2PMOSNMOSvGS2 VGS (th)N導通導通“1”(+VDD)F VA= VDD 280VVDD真真 值值 表：表：A

12、F T2 T1 F+VDDSDADSGT1T21 導通導通 截止截止0 0 截止截止 導通導通11AF邏輯式：邏輯式：F=AVDD0V293）CMOS反相器的工作圖解分析反相器的工作圖解分析（考慮兩種極限情況）（考慮兩種極限情況）iDvO0vGSN=VDDvSGP=0驅(qū)動管的特性曲線驅(qū)動管的特性曲線負載特性曲線負載特性曲線工作點工作點vI=VDD時時：vI=0 時時：iDvO0vSGP=VDDvGSN=0負載特性曲線負載特性曲線工作點工作點驅(qū)動管的驅(qū)動管的特性曲線特性曲線可見，兩種極限可見，兩種極限情況下情況下CMOS反反相器的靜態(tài)功耗相器的靜態(tài)功耗幾乎為零。幾乎為零。優(yōu)點+VDDSDvI D

13、STPTNvOVSGPVGSN+-iD30圖圖3.3.12 CMOS反相反相器的電壓傳輸特性器的電壓傳輸特性二、電壓傳輸特性和電流傳輸特性二、電壓傳輸特性和電流傳輸特性當當vIvo=VDD;當當VGS(th) vIvo;當當vIVDD- VGS(th)時時:(CD段段)T1=off, T2=on =vo=0;+VDDSDvI DST1T2vO 3132圖圖3.3.12 CMOS反相器的電壓傳輸特性反相器的電壓傳輸特性DDTHVV21轉(zhuǎn)折區(qū)的變化率很大，更轉(zhuǎn)折區(qū)的變化率很大，更接近于理想的開關(guān)特性。接近于理想的開關(guān)特性。CMOS反相器的輸入端反相器的輸入端噪聲容限較大。噪聲容限較大。二、電壓傳輸

14、特性和電流傳輸特性二、電壓傳輸特性和電流傳輸特性33圖圖3.3.13 CMOS反相器的電流傳輸特性反相器的電流傳輸特性+VDDSDvIDSGT1T2電流傳輸特性電流傳輸特性漏極電流隨漏極電流隨輸入電壓而變化的曲線輸入電壓而變化的曲線.iD34三、輸入端噪聲容限三、輸入端噪聲容限高電平噪聲容限高電平噪聲容限VNH為：為：VNH= VOH（min）-VIH（min） 在保證輸出高、在保證輸出高、低電平不超過允許低電平不超過允許限度的條件下，輸限度的條件下，輸入電平的允許波動入電平的允許波動范圍稱為范圍稱為輸入噪聲輸入噪聲容限容限。低電平噪聲容限低電平噪聲容限VNL為：為：VNL= VIL（max）

15、-VOL（max）圖圖3.3.14 輸入端噪聲容限示意圖輸入端噪聲容限示意圖35圖圖3.3.15 CMOS反相器反相器輸入噪聲容限與輸入噪聲容限與VDD的關(guān)系的關(guān)系(a)不同不同VDD下的電壓傳輸特性下的電壓傳輸特性 (b)噪聲容限隨噪聲容限隨VDD的變化曲線的變化曲線VDD越高，噪聲容限越大。越高，噪聲容限越大。VNH= VNL= 30% VDD 0.1V0.1V363.3.3 CMOS反相器的靜態(tài)輸入特性和輸出特性反相器的靜態(tài)輸入特性和輸出特性一、輸入特性一、輸入特性 指從反相器輸入端看進去的輸入電壓與輸入電流指從反相器輸入端看進去的輸入電壓與輸入電流的關(guān)系。的關(guān)系。由于由于CMOS反向器

16、的柵極和襯底之間有反向器的柵極和襯底之間有SiO2絕緣層，絕緣層，所以所以CMOS反向器正常工作時，有反向器正常工作時，有iI=iG=0成立。成立。但絕緣層非常薄，極易擊穿但絕緣層非常薄，極易擊穿 , 所以，制作所以，制作CMOS器件時，器件時，集成了集成了“輸入保護電路輸入保護電路”, 以以保護絕緣層不被擊穿。保護絕緣層不被擊穿。為了正確地處理門電路與門電路，以及門電路與其為了正確地處理門電路與門電路，以及門電路與其它電路之間的連接問題，必須了解門電路輸入端和它電路之間的連接問題，必須了解門電路輸入端和輸出端的輸出端的伏安特性伏安特性，即輸入特性和輸出特性。，即輸入特性和輸出特性。37輸入保

17、護措施是有限度的，輸入保護措施是有限度的，使用時使用時還必須注意器件的還必須注意器件的正確使用方法。正確使用方法。 D1、D2是保護二極管，正向壓降是保護二極管，正向壓降0.7V，反向擊穿電壓，反向擊穿電壓30V。 D1是是P型擴散區(qū)和型擴散區(qū)和N型襯底間自然形成的分布式二極管結(jié)構(gòu)，型襯底間自然形成的分布式二極管結(jié)構(gòu)，用一條虛線和兩個二極管表示。用一條虛線和兩個二極管表示。C1、C2是是TP、TN管柵極等效電容。管柵極等效電容。Rs是限流電阻，阻值是限流電阻，阻值1.52.5k。D1D238 當輸入當輸入 0 VDD+VDF時時：保護二極管保護二極管D1導通，輸入電流導通，輸入電流 i I 迅

18、迅速增加，同時將速增加，同時將TP、TN管柵極電壓鉗位于管柵極電壓鉗位于VDD+VDF。保證加在。保證加在C2上的電壓，不超過其耐壓極限。上的電壓，不超過其耐壓極限。 當輸入當輸入VIVDF時：保護二極管時：保護二極管D2導通，導通，|i I| 隨隨|VI|增加而增加而增大。其變化斜率由增大。其變化斜率由RS決定。決定。39 當輸入當輸入 0 VDD+VDF時時：保護二極管保護二極管D1導通，輸入電流導通，輸入電流 i I 迅迅速增加，同時將速增加，同時將TP、TN管柵極電壓鉗位于管柵極電壓鉗位于VDD+VDF。保證加在。保證加在C2上的電壓，不超過其耐壓極限。上的電壓，不超過其耐壓極限。 當

19、輸入當輸入VIRLRON, VOH=VDD2, VOL=0。52Y=Y1 Y2 Y3任任 0 則則 0全全 1 則則 1RL（外接外接）VDD輸出級輸出級YY1Y2Y3A1B1C1A2B2C2A3B3C3&VDDRLYY1Y3Y2533 3、外接電阻阻值的計算、外接電阻阻值的計算IHOHLmInIIOHLLDDVRIV(a)外接電阻最大值外接電阻最大值IOHIOHIIH&VDD&VIL&VIL1&RL1ILnm為保證輸出高電平不低為保證輸出高電平不低于規(guī)定的數(shù)值，于規(guī)定的數(shù)值， RL不能不能太大。太大。（a）RL最大值的計算最大值的計算)/()(IHOH

20、OHDDLmInIVVRIOH:與非門截止時的漏電流。與非門截止時的漏電流。54(b)外接電阻最小值外接電阻最小值電阻的最小值受與非門低電平輸出電流的限制。要保電阻的最小值受與非門低電平輸出電流的限制。要保證流入與非門的電流不超過負載電流的允許值。極限證流入與非門的電流不超過負載電流的允許值。極限情況：只有一個與非門輸出低電平。情況：只有一個與非門輸出低電平。IOL IIL&VDD&VIH&VIL0&RL1ILm（b）RL最小值的計算最小值的計算ILLOLDDILLLOImRVVImII/ )(max)OLOLII)/()(max)ILOLOLDDLImIVVR

21、55三、三、 CMOS傳輸門傳輸門1、電路結(jié)構(gòu)：、電路結(jié)構(gòu)：邏輯邏輯符號符號vi /vovo /vi CTGC 如左圖所示，如左圖所示，CMOS傳傳輸門由一個輸門由一個P溝道溝道MOSFET和一個和一個N溝道溝道MOSFET并聯(lián)而成。并聯(lián)而成。 其中，其中，C和和 是一對是一對互補的控制信號?；パa的控制信號。C 傳輸門傳輸門(TGTransmissionGate）也是構(gòu)成各種）也是構(gòu)成各種邏輯電路的一種基本單元電路。邏輯電路的一種基本單元電路。vi /vovo /vi T2T1VDDCC562、工作原理：、工作原理：CTG10導通導通01截止截止(2)C=1, =0:(1)C=0, = 1(V

22、DD)：C設(shè)設(shè) 0vi VDD:vi /vovo /vi T2T1VDDCCT1 T2都截止都截止,輸入輸出之間呈輸入輸出之間呈高阻態(tài)高阻態(tài),傳輸門截止傳輸門截止；0vi VDD- VGS(th)N時，時，T1導通。導通。因此因此,vi在在0和和VDD 之間變化時之間變化時T1和和 T2至少有一個至少有一個是導通的是導通的,輸入輸出之間呈低阻態(tài)輸入輸出之間呈低阻態(tài),傳輸門導通。傳輸門導通。VGS(th)P vi VDD時，時，T2導通。導通。573、CMOS傳輸門的作用：傳輸門的作用：（1）實現(xiàn)邏輯運算；）實現(xiàn)邏輯運算；（2）作為模擬開關(guān)，用來傳輸連續(xù)變化的模擬）作為模擬開關(guān)，用來傳輸連續(xù)變化

23、的模擬信號；信號；58三態(tài)輸出三態(tài)輸出:高電平、低電平、高電平、低電平、高阻態(tài)高阻態(tài)。輸輸出出緩緩沖沖器器三態(tài)控制端三態(tài)控制端EN=0T1、T2導通；導通；AY EN=1T1 、T2截止；截止；四、四、 三態(tài)輸出的三態(tài)輸出的CMOS門電路（門電路（TS門）門）輸出為高阻態(tài)輸出為高阻態(tài)低電平低電平為為工作狀態(tài)工作狀態(tài)59三態(tài)門電路應(yīng)用三態(tài)門電路應(yīng)用1作為電路與作為電路與總線（總線（BUS)間的間的接口電路接口電路總線總線E1E2E3用總線用總線分時分時傳送若干門電路的輸出信號傳送若干門電路的輸出信號G1門工作門工作G2 門工作門工作G3 門工作門工作&A1B1E1&A2B2E2&

24、amp;A3B3E3G1G2G360三態(tài)門應(yīng)用三態(tài)門應(yīng)用2-實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸01613.3.6 CMOS電路的正確使用電路的正確使用(1)輸入電路的靜電保護輸入電路的靜電保護在存貯和運輸在存貯和運輸CMOS器件時不要使用易產(chǎn)生靜電高壓的化工器件時不要使用易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料和化纖織物包裝，最好采用金屬屏蔽層作包裝材料；材料和化纖織物包裝，最好采用金屬屏蔽層作包裝材料；組裝、調(diào)試時，應(yīng)使電烙鐵和其他工具、儀表、工作臺面等組裝、調(diào)試時，應(yīng)使電烙鐵和其他工具、儀表、工作臺面等良好接地。必要時帶防靜電手套；良好接地。必要時帶防靜電手套；不同的輸入端不應(yīng)懸空。應(yīng)根據(jù)邏輯要求或接電

25、源不同的輸入端不應(yīng)懸空。應(yīng)根據(jù)邏輯要求或接電源VDD(與非與非門門)，或接地，或接地(或非門或非門)， 或與其它輸入端連接?；蚺c其它輸入端連接。(2)輸入電路的過流保護輸入電路的過流保護輸入端接低內(nèi)阻信號源時，應(yīng)在輸入端與信號源之間串進保護輸入端接低內(nèi)阻信號源時，應(yīng)在輸入端與信號源之間串進保護電阻；電阻；輸入端接有大電容時，應(yīng)在輸入端與電容之間接入保護電阻；輸入端接有大電容時，應(yīng)在輸入端與電容之間接入保護電阻；62圖圖3.3.43 輸入端接大電容時的防護輸入端接大電容時的防護圖圖3.3.44 輸入端接長線時的防護輸入端接長線時的防護輸入端接長線時，應(yīng)在門電路的輸入端輸入端接長線時，應(yīng)在門電路的

26、輸入端接入保護電阻接入保護電阻。因長。因長線上不可避免地伴有分布電容、分布電感，信號突變時可能線上不可避免地伴有分布電容、分布電感，信號突變時可能產(chǎn)生正、負振蕩的脈沖。根據(jù)經(jīng)驗：產(chǎn)生正、負振蕩的脈沖。根據(jù)經(jīng)驗：RP=VDD/1mA，且當長度，且當長度大于大于10米后，每增加米后，每增加10米，米，RP的值應(yīng)增加的值應(yīng)增加1k。63( (3) )防止鎖定效應(yīng)防止鎖定效應(yīng) 在輸入端和輸出端設(shè)置鉗位電路；在輸入端和輸出端設(shè)置鉗位電路；在在VDD可能出現(xiàn)高壓時，加電源去耦電路；可能出現(xiàn)高壓時，加電源去耦電路；多電源供電時，應(yīng)先接通多電源供電時，應(yīng)先接通CMOS電源，或最后關(guān)閉電源，或最后關(guān)閉CMOS電

27、路電源。電路電源。 643.3.7 CMOS數(shù)字集成電路的各種系列數(shù)字集成電路的各種系列CMOS門電路的系列產(chǎn)品：門電路的系列產(chǎn)品：CC4000/4000B系列（系列（基本的基本的CMOS)54/74HC系列（系列（高速高速CMOS）54/74HCT系列（系列（與與TTL兼容的高速兼容的高速CMOS）54/74AHC系列（系列（改進的高速改進的高速CMOS ）74LVC系列（系列（低壓低壓CMOS）74ALVC系列（系列（改進的低壓改進的低壓CMOS）54/74AHCT系列（系列（與與TTL兼容的改進高速兼容的改進高速CMOS ）TI公司公司產(chǎn)品產(chǎn)品54系列系列74系列系列（工作環(huán)境溫度：（工

28、作環(huán)境溫度：-55+125)（工作環(huán)境溫度：（工作環(huán)境溫度：-40+85)65、是電壓控制元件，、是電壓控制元件，靜態(tài)功耗小靜態(tài)功耗小。3、允許電源電壓范圍、允許電源電壓范圍寬寬（3 18V）。）。4 、扇出系數(shù)、扇出系數(shù)大大，抗噪聲容限，抗噪聲容限大大。優(yōu)點優(yōu)點、工藝簡單，集成度、工藝簡單，集成度高高。CMOS集成集成電路是目前的主流器件：電路是目前的主流器件：66習題：習題：題題3.5， 3.7(d) ，3.8，3.9。673.5 TTL門電路門電路TTL門電路：輸入和輸出端結(jié)構(gòu)都采門電路：輸入和輸出端結(jié)構(gòu)都采用了半導體晶體管，稱之為用了半導體晶體管，稱之為: Transistor Tra

29、nsistor Logic。683.5.1 雙極型三極管的開關(guān)特性雙極型三極管的開關(guān)特性1、BJT的開關(guān)作用的開關(guān)作用工作狀態(tài)工作狀態(tài)截截 止止放放 大大飽飽 和和條條 件件iB00iB ICS /工工作作特特點點偏置情況偏置情況發(fā)射結(jié)和集電發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為結(jié)均為反反偏偏發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正正偏偏集電結(jié)集電結(jié)反反偏偏發(fā)射結(jié)和集電發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為結(jié)均為正正偏偏集電極電流集電極電流iC 0iC iBiC=ICS 管壓降管壓降VCEO VCCVCE =VCC-iCRCVCES 0.20.3Vc、e間等效間等效內(nèi)阻內(nèi)阻相當于開關(guān)相當于開關(guān)斷斷開（很大）開（很大）可可 變變 相當于開關(guān)相當于開關(guān)閉閉合（很

30、?。┖希ê苄。㎞PN型型BJT工作狀態(tài)和特點工作狀態(tài)和特點69BONIBRVviCBCCCCCCCEoRiVRiVvv70五、雙極型三極管的動態(tài)開關(guān)特性五、雙極型三極管的動態(tài)開關(guān)特性71六、六、 三極管反相器三極管反相器RCDR1AY+VCC+3VAY3V0.3V0V3.7V鉗位二極管鉗位二極管 1 0 0 1 1AY 1)為了保證在輸入低電平時三極管可靠截止，常在基極為了保證在輸入低電平時三極管可靠截止，常在基極接入接入R2和負電源和負電源VEE。-VEER2 2)為了保證在輸入高電平時三極管工作在深度飽和狀態(tài)，以為了保證在輸入高電平時三極管工作在深度飽和狀態(tài)，以使輸出電平接近零，電路的參數(shù)

31、必須合適，以保證使輸出電平接近零，電路的參數(shù)必須合適，以保證IB IBS （飽（飽和基極電流）。和基極電流）。720V 5VAY+5V3.3k 1k 10k -8V =20TR1R2RC例例3.5.1 電路及參數(shù)如圖所示，試計算輸入高、低電平時電路及參數(shù)如圖所示，試計算輸入高、低電平時對應(yīng)的輸出電平，并說明電路參數(shù)的設(shè)計是否合理。對應(yīng)的輸出電平，并說明電路參數(shù)的設(shè)計是否合理。VCE(sat)=0.1V121RRRVvvvEEIIB3 . 33 .138IIvvk5 . 2k3 .13103 . 32121RRRRRB由戴維寧等效電路可得：由戴維寧等效電路可得：解：解：731)當當vI=VIL=

32、0V時時:V23 . 33 .1380Bv三極管可靠截止三極管可靠截止iC= 0，vO=VCC=5V2)當當vI=VIH=5V時時:V8 . 13 . 33 .13855BvmA44. 0A105 . 27 . 08 . 13BBEBBRVvimA25. 0A101201 . 053)(CsatCECCBSRVVIBSBIi 三極管工作在深度飽和狀態(tài)。三極管工作在深度飽和狀態(tài)。 由由1）2）分析可知，電路參數(shù)的設(shè)計合理。）分析可知，電路參數(shù)的設(shè)計合理。vO =VCE(sat) 0VAY+5V3.3k 1k 10k -8V =20TR1R2RC743.5.2 TTL反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理反相

33、器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理+5VYR4R2R14kT2R3T4T1T5b1c11k 1.6 k 130AD1D21AY1111111 2 3 4 5 6 714 13 12 11 10 9 8+5V0V一、電路結(jié)構(gòu)與一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理工作原理74LS0475+5VYR4R2R14kT2R3T4T1T5b1c11k 1.6 k 130 AD1D2輸入級輸入級倒相級倒相級 輸出級輸出級0.2V3.4V1、當輸入、當輸入A為低電平為低電平VIL=0.2V時：時：0.9V0.2V0.2VT1導通導通，T2截止截止， T5截止，截止，Vc2為高電平，從而為高電平，從而T4導導通，通，輸出為輸出為高電平高

34、電平VOH。VOH=5 VD2-VBE4 -VR2 3.4V(vO)(vI)76+5VYR4R2R14kT2R3T4T1T5b1c11k 1.6 k 130 AD1D2輸入級輸入級倒相級倒相級 輸出級輸出級0.2V3.4V2、當輸入、當輸入A為高電平為高電平VIH=3.4V時：時：電位箝電位箝在在2.1V3.4V4.1V3.4V1.4VT1導通導通,T2導通導通,T5導通導通, T4截止；截止； 輸出為低電平輸出為低電平VOL。1.0VT1:發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏，處于倒發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏，處于倒置放大狀態(tài)置放大狀態(tài)C、E作用顛倒。作用顛倒。(vO)(vI)AY 邏輯功能：邏輯功能：77+

35、5VYR4R2R14kT2R3T4T1T5b1c11k 1.6 k 130 AD1D2輸入級輸入級倒相級倒相級 輸出級輸出級0.2V3.4V輸出級輸出級：推拉式電路，有效地降低了輸出級的靜態(tài)功耗：推拉式電路，有效地降低了輸出級的靜態(tài)功耗并提高了驅(qū)動負載的能力；并提高了驅(qū)動負載的能力；D1：箝位二極管，抑制輸入端可能出現(xiàn)的負極性干擾脈：箝位二極管，抑制輸入端可能出現(xiàn)的負極性干擾脈沖，防止輸入電壓為負時沖，防止輸入電壓為負時T1的發(fā)射極電流過大的發(fā)射極電流過大;D2：確保：確保T5飽和導通時飽和導通時T4可靠截止?？煽拷刂?。78圖圖3.5.10 TTL反相器反相器的電壓傳輸特性的電壓傳輸特性二、電

36、壓傳輸特性二、電壓傳輸特性1AY0V5V3.02.01.00.51.01.5VI/VVO/V0ACD EB當輸入當輸入VIVI0.6V時，時，T5截止截止T4導通，但導通，但T2導通放導通放大，輸出大，輸出VO線性下降線性下降;當輸入為當輸入為1.4V左右時，左右時，T5、T2導通，但導通，但T4截止，輸出截止，輸出VO急劇下降為低電平。急劇下降為低電平。當輸入繼續(xù)升高，當輸入繼續(xù)升高，T5、T2導通，導通，T4截止，輸出截止，輸出VO為為低電平不再變化。低電平不再變化。即輸出電壓隨輸入電壓的變化曲線。即輸出電壓隨輸入電壓的變化曲線。截止區(qū)截止區(qū)線性區(qū)線性區(qū)轉(zhuǎn)折區(qū)轉(zhuǎn)折區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)VTHVTH

37、為閾值電壓或門檻電壓。為閾值電壓或門檻電壓。79uo(V)ui(V)123UOH“1”TTL反相器理想的電壓傳輸特性反相器理想的電壓傳輸特性VTH=1.4V80三、輸入端噪聲容限三、輸入端噪聲容限74系列門電路的系列門電路的標準參數(shù)為：標準參數(shù)為：VOH（min）=2.4V, VOL（max）=0.4V, VIH（min）=2V, VIL（max）=0.8V故故VNH=0.4V高電平噪聲容限高電平噪聲容限VNH為：為：VNH= VOH（min）-VIH（min）低電平噪聲容限低電平噪聲容限VNL為：為：VNL= VIL（max）-VOL（max）故故VNL=0.4V813.5.3 TTL反相器

38、的靜態(tài)輸入特性和輸出特性反相器的靜態(tài)輸入特性和輸出特性1、輸入電壓為、輸入電壓為VIL時，相應(yīng)的時，相應(yīng)的低電平輸?shù)碗娖捷斎腚娏魅腚娏鱅IL約為約為1mA，方向為流出。，方向為流出。2、輸入電壓為、輸入電壓為VIH時，相應(yīng)時，相應(yīng)高電平輸入高電平輸入電流電流IIH約為約為40 A，方向為流進。，方向為流進。高電平高電平低電平低電平一、輸入特性一、輸入特性82二、輸出特性二、輸出特性高電平輸出特性高電平輸出特性VOH(MIN)輸出高電平時，負載電流的方向為流出。輸出高電平時，負載電流的方向為流出。iL較小時，較小時， iL對對VOH的影響很小，的影響很小， iL較大時，較大時， VOH隨隨iL絕

39、對值的增加成線性下降。絕對值的增加成線性下降。由于受功耗的限制，實際工作中輸出電流由于受功耗的限制，實際工作中輸出電流IOH不超過不超過0.4mA。IOH0.4mA拉電流拉電流83二、輸出特性二、輸出特性低電平輸出特性低電平輸出特性說明：輸出低電平時，負載電流的方向為流進。由于說明：輸出低電平時，負載電流的方向為流進。由于T5飽和導飽和導通時通時c-e間的內(nèi)阻很小，所以負載電流增加時間的內(nèi)阻很小，所以負載電流增加時VOL 稍有升高，稍有升高， VOL與與iL在較大范圍里成線性。在較大范圍里成線性。0.2IOL16mA灌電流灌電流84輸入輸出特性總結(jié)輸入輸出特性總結(jié)1、無論是輸入還是輸出，電流和

40、電壓是相、無論是輸入還是輸出，電流和電壓是相互影響的，其關(guān)系由特性曲線確定?；ビ绊懙模潢P(guān)系由特性曲線確定。2、在實際工作中，當電流變化時會影響電、在實際工作中，當電流變化時會影響電壓的值，當電壓的變化超出壓的值，當電壓的變化超出0和和1的邏輯的邏輯定義時，它就是無效的！定義時，它就是無效的！85應(yīng)用舉例：例應(yīng)用舉例：例3.5.2G1可以驅(qū)動多少個可以驅(qū)動多少個TTL門？門？其中其中VOH 3.2V，VOL 0.2V0iLiIiI=1mAiL=16mAiL=N iIN iI=16mAN=161VOHiL=7.5mAiL=0.4mAiLiIiI=40 AiL=iI NiI N=0.4mAN=10

41、N=10扇出系數(shù)扇出系數(shù)扇出系數(shù)：扇出系數(shù)：與非門電路輸出能驅(qū)動同類門的個數(shù)。與非門電路輸出能驅(qū)動同類門的個數(shù)。86三、輸入端負載特性三、輸入端負載特性1AY11BY2R1BY2Rp問題：問題：這時，輸入這時，輸入B是是“1”還是還是“0”？871BY2Rp Rp R1+RpVi=(VCC-0.7V)RpViRp 1.45k 相當于輸入高電平。相當于輸入高電平。1.4V懸空引腳等效為懸空引腳等效為輸入高電平輸入高電平1Vi =1.4V時，時，T2、T5飽和導通飽和導通1.45k 88IHIHOHPIVVR)min(由輸入特性得由輸入特性得IIH=0.04mAk351004002433-P.RI

42、IH89OLILPILBECCVVRRVvV(max)1(max)11(max)1(max)R-VvVVVRILBECCOLILPIILIIL(max)ILOLPILVVRI0.69kPR90習題：題習題：題3.11913.5.4 TTL反相器的反相器的動態(tài)特性動態(tài)特性tuiotuoo50%50%tPHLtPLH導通傳輸導通傳輸時間時間截止傳輸截止傳輸時間時間波形邊沿變壞波形邊沿變壞有延遲變化有延遲變化uo 平均傳輸時間平均傳輸時間（Propagation delay)tpd=tPHL + tPLH2典型值：典型值：3 10 ns一、傳輸延遲時間一、傳輸延遲時間92二、交流噪聲容限二、交流噪聲

43、容限 由于由于TTL電路中存在三極管的開關(guān)時間和分布電電路中存在三極管的開關(guān)時間和分布電容的充放電過程，因而輸入信號狀態(tài)變化時必須有足容的充放電過程，因而輸入信號狀態(tài)變化時必須有足夠的變化幅度和作用時間才能使輸出狀態(tài)改變。夠的變化幅度和作用時間才能使輸出狀態(tài)改變。當輸當輸入信號為入信號為窄脈沖窄脈沖，而且脈沖寬度接近于門電路傳輸延，而且脈沖寬度接近于門電路傳輸延遲時間的情況下，為使輸出狀態(tài)改變所遲時間的情況下，為使輸出狀態(tài)改變所需要的脈沖幅需要的脈沖幅度將遠大于信號為直流（寬脈沖）時所需要的信號變度將遠大于信號為直流（寬脈沖）時所需要的信號變化幅度化幅度。因此，門電路對這類窄脈沖的噪聲容限。因

44、此，門電路對這類窄脈沖的噪聲容限交流噪聲容限交流噪聲容限高于前面講過的直流噪聲容限。高于前面講過的直流噪聲容限。 絕大多數(shù)絕大多數(shù)TTL門電路的傳輸延遲時間都在門電路的傳輸延遲時間都在50ns以內(nèi)，所以當以內(nèi)，所以當輸入脈沖的寬度達到微秒數(shù)量級輸入脈沖的寬度達到微秒數(shù)量級時，時，在信號作用時間內(nèi)電路已達到穩(wěn)態(tài)，應(yīng)將輸入信號在信號作用時間內(nèi)電路已達到穩(wěn)態(tài)，應(yīng)將輸入信號按按直流信號直流信號處理。處理。93（a）正脈沖噪聲容限）正脈沖噪聲容限（b）負脈沖噪聲容限）負脈沖噪聲容限圖中圖中tw表示輸入脈沖寬度，表示輸入脈沖寬度，VNA表示輸入脈沖幅度。表示輸入脈沖幅度。 在圖（在圖（a）中將輸出高電）中

45、將輸出高電平降至平降至2.0V時對應(yīng)的（某一寬時對應(yīng)的（某一寬度的）輸入正脈沖幅度定義為度的）輸入正脈沖幅度定義為正脈沖噪聲容限正脈沖噪聲容限。 在圖（在圖（b）中將輸出低電）中將輸出低電平升至平升至0.8V時時對應(yīng)的對應(yīng)的（某一寬（某一寬度的）輸入負脈沖幅度定義為度的）輸入負脈沖幅度定義為負脈沖噪聲容限負脈沖噪聲容限。注意：交流噪聲容限實際上也反注意：交流噪聲容限實際上也反映了門電路對輸入信號的脈寬和映了門電路對輸入信號的脈寬和幅度的要求。幅度的要求。圖圖3.5.22TTL反相器的交流噪聲容限反相器的交流噪聲容限正脈沖使反相器的輸出高電平下降；正脈沖使反相器的輸出高電平下降；負脈沖使反相器的

46、輸出低電平升高。負脈沖使反相器的輸出低電平升高。94三、電源的動態(tài)尖峰電流三、電源的動態(tài)尖峰電流 通過計算可以證明，通過計算可以證明，TTL門電路在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，門電路在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，輸出電平不同時，它從電源所取的電流也不一樣。輸出電平不同時，它從電源所取的電流也不一樣。 若若輸入為高電平輸入為高電平， 則則T1 、T2和和T5導通，導通，T4截止，輸出低電平，電截止，輸出低電平，電源電流源電流ICCL等于等于iB1和和iC2之和。之和。21CBCCLiiI2211RvVRvVCCCBCCmA4 . 3106 . 18 . 051041 . 25332.1V0.8V95三、電源的動態(tài)尖峰電流三、電

47、源的動態(tài)尖峰電流 若若輸入低電平輸入低電平(0.2V)，則，則T1和和T4導通，導通，T2和和T5截截止，輸出高電平，電源電流止，輸出高電平，電源電流ICCH等于等于iB1 。如果。如果T1發(fā)發(fā)射結(jié)的導通電壓為射結(jié)的導通電壓為0.7V，則，則VB1=0.9V，于是得到：，于是得到：1BCCHiI11RvVBCCmA11049 .05396 動態(tài)情況下，特別是在輸出電壓由動態(tài)情況下，特別是在輸出電壓由低電平突變?yōu)榈碗娖酵蛔優(yōu)楦唠娖礁唠娖降倪^程中，由于的過程中，由于T5原來在深度飽和狀態(tài)，所以原來在深度飽和狀態(tài)，所以T4的導通必然先于的導通必然先于T5的截止，這樣就出現(xiàn)了短時間內(nèi)的截止，這樣就出現(xiàn)

48、了短時間內(nèi)T4和和T5同時導通的狀態(tài)，有很大的瞬時電流流經(jīng)同時導通的狀態(tài)，有很大的瞬時電流流經(jīng)T4和和T5，使電源電流出現(xiàn)，使電源電流出現(xiàn)尖峰脈沖尖峰脈沖。電源電流的最大瞬時值：電源電流的最大瞬時值：ICCM=iC4+ iB4+ iB1=34.7mA電源尖峰電流帶來的影響主要表現(xiàn)在兩個方面電源尖峰電流帶來的影響主要表現(xiàn)在兩個方面:使電源的平均電流增加使電源的平均電流增加,且信號頻率越高、門電路的且信號頻率越高、門電路的傳輸延遲時間傳輸延遲時間tPLH越長，電越長，電流平均值增加越多。流平均值增加越多。多個門電路同時轉(zhuǎn)換狀多個門電路同時轉(zhuǎn)換狀態(tài)時，尖峰電流將增大，態(tài)時，尖峰電流將增大，形成系統(tǒng)內(nèi)

49、部噪聲。形成系統(tǒng)內(nèi)部噪聲。97例例3.5.4 若若74系列系列TTL反相器的電路參數(shù)如圖反相器的電路參數(shù)如圖3.5.9所所給出，并知給出，并知tPHL=15ns，試計算在，試計算在f=5MHz的矩形波輸?shù)木匦尾ㄝ斎腚妷盒盘栕饔孟码娫措娏鞯钠骄?。輸入電壓信號入電壓信號作用下電源電流的平均值。輸入電壓信號的占空比（高電平持續(xù)時間與周期之比）為的占空比（高電平持續(xù)時間與周期之比）為50%。)(21)(21CCLCCMPLHCCLCCHCCAVIItfIII考慮電源動態(tài)尖峰電流的影響之后，電源電流的考慮電源動態(tài)尖峰電流的影響之后，電源電流的平均值為：平均值為：解：解：mA37. 3mA)17. 12

50、 . 2()4 . 37 .34(101510521)4 . 31 (2196CCAVI983.5.5 其它類型的其它類型的TTL門電路門電路多發(fā)射極三極管多發(fā)射極三極管一、其它邏輯功能的門電路一、其它邏輯功能的門電路99圖圖3.2.29 TTL或非門電路或非門電路100101102二、集電極開路的門電路（二、集電極開路的門電路（OC門門）1 . 問題的提出問題的提出&ABEF&CDG 能否能否“線與線與”？（Open Collector)103推拉式輸出電路結(jié)構(gòu)推拉式輸出電路結(jié)構(gòu)的的TTL與非門的與非門的輸出電阻很低。輸出電阻很低。i功耗功耗可能使門可能使門電路損壞電路損壞i

51、UOL不允許不允許直接直接“線線與與”&ABEF&CDG與非門與非門 “關(guān)門關(guān)門”與非門與非門 “開門開門”+5VR4R2T3T4T5100 750 3k R3UOH+5VR4R2T3T4T5100 750 3k R3UOL1042 . 集電極開路與非門電路結(jié)構(gòu)集電極開路與非門電路結(jié)構(gòu)+5VYR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC去掉去掉標準標準TTL與非門與非門105Y = ABC&符號：符號：集電極集電極懸空懸空RL（外接）（外接）VCCYT5+5VR2R13kT2R3T1b1c1ABC&工作時輸出端需外接上拉負載工作時輸出端需外接上拉負

52、載電阻電阻 RL和電源和電源 。2 . 集電極開路與非門電路結(jié)構(gòu)集電極開路與非門電路結(jié)構(gòu)只要只要RL和電源電壓的數(shù)值選擇得當，就能既保證輸出的高和電源電壓的數(shù)值選擇得當，就能既保證輸出的高、低電平符合要求，輸出端三極管的負載電流又不過大。、低電平符合要求，輸出端三極管的負載電流又不過大。1063、OC門外接負載電阻門外接負載電阻RL的計算的計算“1”RLVILVILIOHIOHIIHIIHILn個個OC門門m個個TTL與非與非門的輸入端門的輸入端驅(qū)動拉電驅(qū)動拉電流負載流負載IOH:每個每個OC門輸出三極門輸出三極管管T5截止時截止時的漏電流的漏電流IIH:負載負載門每個輸門每個輸入端的高入端的

53、高電平輸入電平輸入電流電流&VCC&107 為保證輸出高電平不低于規(guī)定的為保證輸出高電平不低于規(guī)定的VOH值值 ，RL不宜不宜選得過大。由以上分析列出選得過大。由以上分析列出RL最大值的公式：最大值的公式：IHOHOHCCLmInIVVR(min)(max)(1)(IHOHLCCLLCCOHmInIRVIRVV(min)(OHIHOHLCCVmInIRVIHOHOHCCLmInIVVR(min)108“0”VIHVILIILIILILn個個OC門門m個個TTL與非與非門的數(shù)目門的數(shù)目驅(qū)動灌電驅(qū)動灌電流負載流負載IOL:OC門門低電平輸?shù)碗娖捷敵鲭娏鞒鲭娏鱅IL:每個負每個負載門

54、的低載門的低電平輸入電平輸入電流電流IOL&VCC&RL109 在最壞情況下，只有一個在最壞情況下，只有一個OC門導通，流過門導通，流過RL的電的電流和負載電流全部灌入該導通的流和負載電流全部灌入該導通的OC門中，所以門中，所以RL的值的值不可太小，以確保灌入導通不可太小，以確保灌入導通OC門的電流不超過最大允門的電流不超過最大允許的負載電流許的負載電流ILM。由以上分析可列出。由以上分析可列出RL最小值的公式：最小值的公式：ILLMOLCCtotalILLMOLCCLImIVVIIVVR)(min)(2)所以，所以，RL(min) RL RL(max)(totalILLOLC

55、COLIRVVILMtotalILLOLCCIIRVV)(根據(jù)要求：根據(jù)要求：110IHOHOHCCLmInIVVR(min)(max)ILLMOLCCtotalILLMOLCCLImIVVIIVVR)(min)3、OC門外接負載電阻門外接負載電阻RL的計算的計算說明：說明：負載門為負載門為TTL與非門電路的與輸入端與非門電路的與輸入端并聯(lián)時，并聯(lián)時，m 指負載門的個數(shù)。指負載門的個數(shù)。111例例3.5.5 試為圖試為圖3.5.37電路中的外接負載電阻電路中的外接負載電阻RL選定合適選定合適的阻值。已知的阻值。已知G1、G2為為OC門，輸出管截止時的漏電流門，輸出管截止時的漏電流為為IOH=2

56、00 A，輸出管導通時允許的最大負載電流，輸出管導通時允許的最大負載電流IOL(max)=16mA。 G3、G4 和和G5均為均為74系列與非門，它們系列與非門，它們的低電平輸入電流的低電平輸入電流IIL= -1mA，高電平輸入電流，高電平輸入電流IIH=40 A。給定。給定VCC=5V，要求，要求OC門輸出的高電平門輸出的高電平VOH3.0V，低電平低電平VOL0.4V。解：解：IHOHOHCCLmInIVVR(min)(max)k63. 2k04. 092 . 0235k35.0k13164 .05(min)ILLMOLCCLImIVVR112三三 、三態(tài)輸出門電路（三態(tài)輸出門電路（TS門

57、門）(Three State)三種輸三種輸出狀態(tài)出狀態(tài)高電平高電平低電平低電平高阻狀態(tài)（禁止狀態(tài)）高阻狀態(tài)（禁止狀態(tài)）三態(tài)輸出門三態(tài)輸出門是在普通門電路的基礎(chǔ)上是在普通門電路的基礎(chǔ)上附加附加控制電路控制電路而構(gòu)成。而構(gòu)成。1131 . 三態(tài)與非門電路結(jié)構(gòu)三態(tài)與非門電路結(jié)構(gòu)控制端控制端DENEN1(使能端使能端:Enable）AB輸入端輸入端+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5114 2 . 工作原理工作原理F“1”3.4V截止截止“0”0.3V與非工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)（1） EN =“0”+5VR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDENEN1ABF0E 時時：115F“0”

58、0.3V“1”3.4V截止截止導通導通截止截止（2） EN =“1”高阻狀態(tài)高阻狀態(tài)（禁止狀態(tài)）（禁止狀態(tài)）+5VR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDENEN1 E=“1”時：時：F = Z (高阻狀態(tài)高阻狀態(tài))1V116符號：符號：功能表：功能表：0 ABF （工作狀態(tài)工作狀態(tài)）輸出輸出EN接接低電平低電平時時為工作狀態(tài)為工作狀態(tài)1 高阻狀態(tài)高阻狀態(tài)（禁止狀態(tài)）（禁止狀態(tài)） YABEN EN&117若去掉使能端的非門：若去掉使能端的非門：DEN控制端控制端(使能端使能端:Enable）+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB輸入端輸入端EN=0：F=Z (高阻狀

59、態(tài)高阻狀態(tài))ABFEN 時：1 YABEN EN&1183.5.6 TTL數(shù)字集成電路的各種系列數(shù)字集成電路的各種系列 前面介紹的前面介紹的TTL電路是一個典型的電路電路是一個典型的電路,它基本上它基本上是國產(chǎn)是國產(chǎn)CT1000(相當于國際相當于國際74)系列產(chǎn)品。系列產(chǎn)品。TTL電路電路的一個重要性能指標就是的一個重要性能指標就是速度速度-功耗積，功耗積，即對于一個即對于一個高質(zhì)量的門電路，高質(zhì)量的門電路，既要求工作速度高，又要求其功既要求工作速度高，又要求其功耗小。耗小。為了實現(xiàn)這一目標為了實現(xiàn)這一目標TTL電路的設(shè)計者一直在電路的設(shè)計者一直在不斷努力，對原有電路進行了多方面的改進

60、，相繼不斷努力，對原有電路進行了多方面的改進，相繼開發(fā)出了：開發(fā)出了：CT2000（74H）、）、CT3000（74S）、）、CT4000（74LS）。）。一、一、74H系列系列 74H系列又稱高系列又稱高速系列，和速系列，和74系列系列相比主要是減小了相比主要是減小了電路中各電阻值。電路中各電阻值。1191、改進之一：引入肖特基二極管、改進之一：引入肖特基二極管SBD 74H系列門電路的系列門電路的平均傳輸延遲時間平均傳輸延遲時間比比74系列縮系列縮短了一半，但電路的短了一半，但電路的電源平均電流電源平均電流約增加了一倍。即約增加了一倍。即延遲延遲-功耗積未得到改善，已被淘汰。功耗積未得到改善，已被淘汰。二、二、74S系列系列 74S系列又稱肖特基（系列又稱肖特基（Schottky）系列。）系列。 通過對通過對74系列電路的動態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，影響其工作系列電路的動態(tài)分析發(fā)