分立元件門電路

1、題題2.6 用與非門實(shí)現(xiàn)下列邏輯函數(shù)用與非門實(shí)現(xiàn)下列邏輯函數(shù)（1）ACABY ACAB ACAB （2）)()(BCCBABAY )(CBCBAAB BAAB &ABCYBAAB &ABY&（3）BABCBABCAY BABCBACABA BCA CABA &ABYC&分立元器件門電路分立元器件門電路TTL集成門電路集成門電路CMOS集成門電路集成門電路本章小結(jié)本章小結(jié)第第3章章 集成邏輯門電路集成邏輯門電路 3.1 概概 述述主要要求：主要要求： 了解邏輯門電路的作用和常用類型。了解邏輯門電路的作用和常用類型。 理解高電平信號(hào)和低電平信號(hào)的含義。理解高

2、電平信號(hào)和低電平信號(hào)的含義。 一、門電路的作用和常用類型一、門電路的作用和常用類型 按邏輯功能不同分按邏輯功能不同分 按電路結(jié)構(gòu)不同分按電路結(jié)構(gòu)不同分 TTL即即Transistor-Transistor Logic 與門與門 或門或門 非門非門 異或門異或門 與非門與非門 或非門或非門 與或非門與或非門 TTL集成門電路集成門電路 CMOS集成門電路集成門電路 晶體管晶體管邏輯門電路。晶體管晶體管邏輯門電路。 用互補(bǔ)對(duì)稱用互補(bǔ)對(duì)稱MOS管構(gòu)成的邏輯門電路。管構(gòu)成的邏輯門電路。 CMOS即即Complementary Metal-Oxide-Semiconductor 門電路門電路(Gate

3、Circuit)指用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯關(guān)系和指用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯關(guān)系和常用復(fù)合邏輯關(guān)系的電子電路。常用復(fù)合邏輯關(guān)系的電子電路。是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元之一是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元之一高電平和低電平為某高電平和低電平為某規(guī)定范圍規(guī)定范圍的電位值，而非一固定值。的電位值，而非一固定值。 （3333頁(yè)）頁(yè)） 因?yàn)橐驗(yàn)閿?shù)字電路中的數(shù)字電路中的信號(hào)只有高電平和低電信號(hào)只有高電平和低電平兩種取值，只要能明確區(qū)分它們即可。平兩種取值，只要能明確區(qū)分它們即可。 允許高電平和低電平為允許高電平和低電平為某規(guī)定范圍的電位值而非一固某規(guī)定范圍的電位值而非一固定值，定值，是數(shù)字電路抗干擾能力強(qiáng)的重要原因之一。是數(shù)字電路抗干

4、擾能力強(qiáng)的重要原因之一。 獲得高、低電平的基本方法：利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)獲得高、低電平的基本方法：利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通、截止（即開(kāi)、關(guān)）兩種工作狀態(tài)。通、截止（即開(kāi)、關(guān)）兩種工作狀態(tài)。邏輯邏輯1和和0： 電子電路中用高、低電平來(lái)表示。電子電路中用高、低電平來(lái)表示。3.2 分立元件門電路分立元件門電路主要要求：主要要求： 理解理解二極管的開(kāi)關(guān)特性。二極管的開(kāi)關(guān)特性。 理解理解三極管的開(kāi)關(guān)特性、工作條件三極管的開(kāi)關(guān)特性、工作條件 + ui RL +uo D開(kāi)關(guān)電路 IF 0.5 0.7 iD(mA) uD(V) UBR 0 + ui=0V RL + uo D + + ui=5V RL + u

5、o D 0.7V ui0V時(shí)，二極管截止，如同開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，uo0V。ui5V時(shí)，二極管導(dǎo)通，如同0.7V的電壓源，uo4.3V。一、二極管的開(kāi)關(guān)特性一、二極管的開(kāi)關(guān)特性 uYuAuBR0D2D1+VCC+5V1、二極管與門二極管與門3V0V0 V0 V0 V3 V3 V0 V3 V3 V電壓關(guān)系表電壓關(guān)系表uA/VuB/VuY/VD1 D20 00 33 03 3導(dǎo)通導(dǎo)通 導(dǎo)通導(dǎo)通0.7導(dǎo)通導(dǎo)通 截止截止0.7截止截止 導(dǎo)通導(dǎo)通0.7導(dǎo)通導(dǎo)通 導(dǎo)通導(dǎo)通3.7邏輯符號(hào)邏輯符號(hào):與門與門ABY&真值表真值表A BY0 00 11 01 10001Y = AB電壓關(guān)系表電壓關(guān)系表uA/VuB/

6、VuY/VD1 D20 00 33 03 3導(dǎo)通導(dǎo)通 導(dǎo)通導(dǎo)通0.7導(dǎo)通導(dǎo)通 截止截止0.7截止截止 導(dǎo)通導(dǎo)通0.7導(dǎo)通導(dǎo)通 導(dǎo)通導(dǎo)通3.71、電平偏移：輸出和輸入數(shù)值不相等、電平偏移：輸出和輸入數(shù)值不相等 2、驅(qū)動(dòng)能力差：不能直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載、驅(qū)動(dòng)能力差：不能直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載只適用于集成電路的內(nèi)部單元只適用于集成電路的內(nèi)部單元2、二極管或門二極管或門uYuAuBROD2D1-VSS-5V邏輯符號(hào)邏輯符號(hào):ABY1或門或門 NPN型三極管截止、放大、飽和3種工作狀態(tài)的特點(diǎn)工作狀態(tài)截 止放 大飽 和條 件iB00iBIBSiBIBS偏置情況發(fā)射結(jié)反偏集電結(jié)反偏uBE0，uBC0，uBC0，uBC0集電極

7、電流iC0iCiBiCICSce間電壓uCEVCCuCEVCCiCRcuCEUCES0.3V工作特點(diǎn)ce間等效電阻很大，相當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)可變很小，相當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合二、三極管的開(kāi)關(guān)特性二、三極管的開(kāi)關(guān)特性 iB愈大于愈大于IB(Sat)，則飽和愈深。則飽和愈深。 iCIC(Sat)=CCE(sat)CCRUVC(sat)B(sat)II開(kāi)關(guān)工作的條件開(kāi)關(guān)工作的條件 截止條件截止條件 飽和條件飽和條件 uBE0.5ViBIB(Sat) 可靠截止條件為可靠截止條件為uBE0 VCCIuSOuVCCIuSOuA =40+5V Y電路圖1邏輯符號(hào)AY1k4.3kuA0V時(shí)，三極管截止，時(shí)，三極管截止，iB0，i

8、C0，輸出電壓輸出電壓uYVCC5VuA5V時(shí)，三極管導(dǎo)通?；鶚O電流為時(shí)，三極管導(dǎo)通?；鶚O電流為：iBIBS，三極管工作，三極管工作在飽和狀態(tài)。輸出電在飽和狀態(tài)。輸出電壓壓uYUCES0.3V。mA1mA3 . 47 . 05Bi三極管臨界飽和三極管臨界飽和時(shí)的基極電流為：時(shí)的基極電流為：mA12. 01403 . 05BSIAY0110AY 三極管非門三極管非門IC(sat)OOOuIiCuOtttUIHUILVCCUCE(sat)0.9IC(sat)ton0.1IC(sat)toff uI正跳變到正跳變到iC上升到上升到0.9IC(sat)所需的時(shí)間所需的時(shí)間ton稱稱為三極管開(kāi)通時(shí)間。為三極管開(kāi)通時(shí)間。 通常工作頻率不高時(shí)，通常工作頻率不高時(shí)，可忽略開(kāi)關(guān)時(shí)間，而工作可忽略開(kāi)關(guān)時(shí)間，而工作頻率高時(shí)，必須考慮開(kāi)關(guān)頻率高時(shí)，必須考慮開(kāi)關(guān)速度是否合適，否則導(dǎo)致速度是否合適，否則導(dǎo)致不能正常工作。不能正常工作。三、動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性三、動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性 開(kāi)關(guān)時(shí)間主要由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)引起，開(kāi)關(guān)時(shí)間主要由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)引起，要提高開(kāi)關(guān)速度，必須降低三極管飽和深度，要提高開(kāi)關(guān)速度，必須降低三極管飽和深度，加速基區(qū)存儲(chǔ)電荷的消散。加速基區(qū)存儲(chǔ)電荷的消散。 uI負(fù)跳變到負(fù)跳變到iC下降到下降到0.1IC(sat)所需的時(shí)間所需的時(shí)間toff稱稱為三極管關(guān)斷時(shí)間。為三極管關(guān)斷時(shí)間。 通常通