數(shù)字電子技術(shù)-第二章

1、一、門電路一、門電路 實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和常用復(fù)合邏輯運(yùn)算的電子電路實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和常用復(fù)合邏輯運(yùn)算的電子電路與與 或或 非非 與與 非非 或或 非非 異或異或與或非與或非與與 門門或或 門門非非 門門與與 非非 門門或或 非非 門門異或門異或門與或非門與或非門二、邏輯變量與兩狀態(tài)開關(guān)二、邏輯變量與兩狀態(tài)開關(guān)低電平低電平 高電平高電平 斷開斷開閉合閉合高電平高電平 3 V低電平低電平 0 V二值邏輯二值邏輯:所有邏輯變量只有兩種取值所有邏輯變量只有兩種取值( (1 或或 0) )。數(shù)字電路數(shù)字電路:通過電子開關(guān)通過電子開關(guān) S 的兩種狀態(tài)的兩種狀態(tài)( (開或關(guān)開或關(guān)) )獲得高、低電平，用來表

2、示獲得高、低電平，用來表示 1 或或 0。3VIuSOu3VIuSOuIuSOu邏輯狀態(tài)邏輯狀態(tài)1001S 可由可由二極管二極管、三極管三極管或或 MOS 管實(shí)現(xiàn)管實(shí)現(xiàn)三、高、低電平與正、負(fù)邏輯三、高、低電平與正、負(fù)邏輯負(fù)邏輯負(fù)邏輯正邏輯正邏輯0V5V2.4V0.8V 高電平和低電平是兩個(gè)不同的可以截然高電平和低電平是兩個(gè)不同的可以截然區(qū)別開來的電壓范圍。區(qū)別開來的電壓范圍。010V5V2.4V0.8V10四、分立元件門電路和集成門電路四、分立元件門電路和集成門電路1. 分立元件門電路分立元件門電路用分立的元器件和導(dǎo)線連接起來構(gòu)成的門電路。用分立的元器件和導(dǎo)線連接起來構(gòu)成的門電路。2. 集成門

3、電路集成門電路 把構(gòu)成門電路的元器件和連線，都制作在一塊半把構(gòu)成門電路的元器件和連線，都制作在一塊半導(dǎo)體芯片上，再封裝起來。導(dǎo)體芯片上，再封裝起來。常用：常用：CMOS 和和 TTL 集成門電路集成門電路五、數(shù)字集成電路的集成度五、數(shù)字集成電路的集成度一塊芯片中含有等效邏輯門或元器件的個(gè)數(shù)一塊芯片中含有等效邏輯門或元器件的個(gè)數(shù)小規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路 SSI(Small Scale Integration) 10 門門/ /片片或或 10 000 門門/ /片片或或 100 000 元器件元器件/ /片片2. 1. 1 理想開關(guān)的開關(guān)特性理想開關(guān)的開關(guān)特性一、一、 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1. 斷

4、開斷開 0 OFFOFF IR，2. 閉合閉合 0 0AKON UR，SAK2. 1 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 、三極管、三極管和和 MOS 管的開關(guān)特性管的開關(guān)特性二、動(dòng)態(tài)特性二、動(dòng)態(tài)特性1. 開通時(shí)間：開通時(shí)間：2. 關(guān)斷時(shí)間：關(guān)斷時(shí)間：閉合）閉合）（斷開（斷開斷開）斷開）（閉合（閉合普通開關(guān)：普通開關(guān)：靜態(tài)特性好，動(dòng)態(tài)特性差靜態(tài)特性好，動(dòng)態(tài)特性差半導(dǎo)體開關(guān)：半導(dǎo)體開關(guān)：靜態(tài)特性較差，動(dòng)態(tài)特性好靜態(tài)特性較差，動(dòng)態(tài)特性好幾百萬幾百萬/ /秒秒幾千萬幾千萬/ /秒秒0on t0off tSAK2. 1. 2 半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性一、靜態(tài)特性一、靜態(tài)特性1. 外加正向電壓

5、外加正向電壓( (正偏正偏) )二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通( (相當(dāng)于開關(guān)閉合相當(dāng)于開關(guān)閉合) ) V7 . 0D U2. 外加反向電壓外加反向電壓( (反偏反偏) ) V5 . 0 DU二極管截止二極管截止( (相當(dāng)于開關(guān)斷開相當(dāng)于開關(guān)斷開) ) 0D I硅二極管伏安特性硅二極管伏安特性陰極陰極A陽極陽極KPN結(jié)結(jié)- -AK+ +DUDIP區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)+- - - - -正向正向?qū)▍^(qū)導(dǎo)通區(qū)反向反向截止區(qū)截止區(qū)反向反向擊穿區(qū)擊穿區(qū)0.5 0.7/ /mADI/ /V0(BR)UDUD+ +- -Iu+ +- -Ou二極管的開關(guān)作用：二極管的開關(guān)作用： 例例 V2L II UuuO = 0 VV3H

6、II UuuO = 2.3 V電路如圖所示，電路如圖所示，V3 V 2I或或 u試判別二極管的工作試判別二極管的工作狀態(tài)及輸出電壓。狀態(tài)及輸出電壓。二極管截止二極管截止二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通 解解 D0.7 V+ +- -二、動(dòng)態(tài)特性二、動(dòng)態(tài)特性1. 二極管的電容效應(yīng)二極管的電容效應(yīng)結(jié)電容結(jié)電容 C j擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容 C D2. 二極管的開關(guān)時(shí)間二極管的開關(guān)時(shí)間ontofft電容效應(yīng)使二極管電容效應(yīng)使二極管的通斷需要的通斷需要一段延一段延遲時(shí)間才能完成遲時(shí)間才能完成tIuDit00( (反向恢復(fù)時(shí)間反向恢復(fù)時(shí)間) )ns 5)(rroffontttton 開通時(shí)間開通時(shí)間toff 關(guān)斷時(shí)間關(guān)斷

7、時(shí)間一、靜態(tài)特性一、靜態(tài)特性NPN2. 1. 3 半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射極發(fā)射極emitter基極基極base集電極集電極collectorbiBiCec( (電流控制型電流控制型) )1. 結(jié)構(gòu)、符號(hào)和輸入、輸出特性結(jié)構(gòu)、符號(hào)和輸入、輸出特性( (2) ) 符號(hào)符號(hào)NNP( (Transistor) )( (1) ) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)( (3) ) 輸入特性輸入特性CE)(BEBuufi (4) 輸出特性輸出特性B)(CECiufi iC / mAuCE /V50 A40A30 A20 A10 AiB = 00 2 4 6 8 4321放大區(qū)放大區(qū)截

8、止區(qū)截止區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)0CE uV1CE u0uBE /ViB / A發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏放大放大i C= iB集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏飽和飽和 i C iB兩個(gè)結(jié)正偏兩個(gè)結(jié)正偏I(xiàn) CS= IBS臨界臨界截止截止iB 0, iC 0兩個(gè)結(jié)反偏兩個(gè)結(jié)反偏電流關(guān)系電流關(guān)系狀態(tài)狀態(tài) 條條 件件半導(dǎo)體三極管的開關(guān)作用半導(dǎo)體三極管的開關(guān)作用RbRc+VCCb ce飽和狀態(tài)等效電路飽和狀態(tài)等效電路iBIBSui=UIHuces=0.3VRbRc+VCCbce0.7V0.3V截止?fàn)顟B(tài)等效電路截止?fàn)顟B(tài)等效電路2. 1. 4 MOS 管的開關(guān)特性管的開關(guān)特性( (電壓控制型電壓控制型) )MOS（Mental Ox

9、ide Semiconductor） 金屬金屬 氧化物氧化物 半導(dǎo)體半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管一、一、 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1. 結(jié)構(gòu)和特性結(jié)構(gòu)和特性：(1) N 溝道溝道 柵極柵極 G漏極漏極 DB 源極源極 S3V4V5VuGS = 6ViD /mA42643210uGS /ViD /mA43210246810uDS /V可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū)UTNiD開啟電壓開啟電壓UTN = 2 V+ +- -uGS+ +- -uDS襯襯底底漏極特性漏極特性轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性u(píng)DS = 6V截止區(qū)截止區(qū)2. MOS管的開關(guān)作用：管的開關(guān)作用：TNIUu DDOHOVUu V0OLO UuN 溝道增強(qiáng)型

10、溝道增強(qiáng)型 MOS 管管+VDD+10VRD20 k BGDSuIuO+VDD+10VRD20 k GDSuIuOTNIUu 開啟電壓開啟電壓UTN = 2 ViD+VDD+10VRD20 k GDSuIuORONRDuYuAuBR0D2D1+VCC+10V2. 2. 1 二極管與門和或門二極管與門和或門一、一、二極管與門二極管與門3V0V符號(hào)符號(hào):與門與門（AND gate)ABY&0 V0 VUD = 0.7 V0 V3 V3 V0 V3 V3 V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/VuY/VD1 D20 00 33 0

11、3 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3.72. 2 分立元器件門電路分立元器件門電路二、二、二極管或門二極管或門uY/V3V0V符號(hào)符號(hào):或門或門（AND gate)ABY10 V0 VUD = 0.7 V0 V3 V3 V0 V3 V3 VuYuAuBROD2D1-VSS-10V真值表真值表A BY0 00 11 01 10111電壓關(guān)系表電壓關(guān)系表uA/VuB/VD1 D20 00 33 03 3導(dǎo)通導(dǎo)通 導(dǎo)通導(dǎo)通 0.7截止截止 導(dǎo)通導(dǎo)通2.3導(dǎo)通導(dǎo)通 截止截止2.3導(dǎo)通導(dǎo)通 導(dǎo)通導(dǎo)通2.3Y = A + B一、半導(dǎo)體三極管非門

12、一、半導(dǎo)體三極管非門V0 . 1ILI UuT 截止截止V5CCOHO VUuV5 . 2IHI UuT導(dǎo)通導(dǎo)通mA 1mA3 . 47 . 05bBEIHB RuUimA17. 0mA1305 cCCBS RVI 2. 2. 2 三極管非門（反相器）三極管非門（反相器）飽和導(dǎo)通條件飽和導(dǎo)通條件:BSBIi +VCC+5V1 k RcRbT+ +- -+ +- -uIuO4.3 k = 30iBiCBSBIi V3 . 0OLO UuT 飽和飽和因?yàn)橐驗(yàn)樗运噪妷宏P(guān)系表電壓關(guān)系表uI/VuO/V0550.3真值表真值表0110AYAY 符號(hào)符號(hào)函數(shù)式函數(shù)式+VCC+5V1 k RcRbT+

13、+- -+ +- -uIuO4.3 k = 30iBiC三極管非門三極管非門: :AY1AY動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性ontofft5tV/Iu00.9ICS0.1ICSCit0 off t三極管飽和程度三極管飽和程度V/Ou50.3t0二、二、MOS 三極管非門三極管非門V2V0TNILGS UUuMOS管截止管截止V10DDOHO VUu2.V10IHI UuV2V10TNIHGS UUuMOS 管導(dǎo)通管導(dǎo)通（在可變電阻區(qū)）（在可變電阻區(qū)）V0OLO Uu真值表真值表0110AYAY +VDD+10VRD20 k BGDSuIuOV0ILI Uu1.+ +- -uGS+ +- -uDS故故+VDD+

14、10VB1G1D1S1uAuYTNTPB2D2S2G2VSS+ +- -uGSN+ +- -uGSP2. 3. 1 CMOS 反相器反相器AY 一、一、電路組成及工作原理電路組成及工作原理AY10V+10VuAuGSNuGSPTNTPuY0 V UTN UTN UTP導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止0 VUTN = 2 VUTP = 2 V+10VRONPuY +VDD10VSTNTP+10VRONNuY +VDD0VSTNTP2. 3 CMOS 集成門電路集成門電路Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor輸入端保護(hù)電路輸入端保護(hù)電路: : C1、C2 柵極等效輸入電容柵

15、極等效輸入電容(1) 0 uA VDD + uDF D 導(dǎo)通電壓：導(dǎo)通電壓：uDF = 0.5 0.7 V(3) uA uDF 二極管導(dǎo)通時(shí)，限制了電容二極管導(dǎo)通時(shí)，限制了電容兩端電壓的增加。兩端電壓的增加。保護(hù)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)+VDDuYuATPD1C1C2RSTND2D3VSSD1、D2、D3 截止截止D2、D3 導(dǎo)通導(dǎo)通uG = VDD + uDFD1 導(dǎo)通導(dǎo)通 uG = uDF二、靜態(tài)特性二、靜態(tài)特性1. 電壓傳輸特性：電壓傳輸特性：)(IOufu iD+VDDB1G1D1S1+ +uI - -uOTNTPB2D2S2G2VSSABCDEFUTNVDDUTHUTPUNLUNHAB 段：段：

16、uI UTN ，uO = VDD 、 iD 0， 功耗極小。功耗極小。0uO /VuI /VTN 截止、截止、TP 導(dǎo)通，導(dǎo)通，BC 段：段：, TNIUu TN 導(dǎo)通，導(dǎo)通，uO 略下降。略下降。CD 段：段：TN、TP 均導(dǎo)通。均導(dǎo)通。, 5 . 0DDIVu 。 (max)DDOiiu DE、EF 段：段：與與 BC、AB 段對(duì)應(yīng)，段對(duì)應(yīng)，TN、TP 的狀態(tài)與之相反。的狀態(tài)與之相反。導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止 :TN截止截止導(dǎo)通導(dǎo)通 :TP轉(zhuǎn)折電壓轉(zhuǎn)折電壓指為規(guī)定值時(shí)，允許波動(dòng)的最大范圍。指為規(guī)定值時(shí)，允許波動(dòng)的最大范圍。UNL： 輸入為低電平時(shí)的噪聲容限。輸入為低電平時(shí)的噪聲容限。UNH： 輸入

17、為高電平時(shí)的噪聲容限。輸入為高電平時(shí)的噪聲容限。= 0.3VDD噪聲容限：噪聲容限：2. 電流傳輸特性：電流傳輸特性：)(IDufi iD+VDDB1G1D1S1+ +uI - -uOTNTPB2D2S2G2VSSABCDEFUTNVDDUTHUTPUNLUNH0uO / VuI / VA BCDEF0iD / mAuI / VUTH電壓傳輸特性電壓傳輸特性電流傳輸特性電流傳輸特性AB、EF 段：段： TN、TP總有一個(gè)為總有一個(gè)為截止?fàn)顟B(tài)，故截止?fàn)顟B(tài)，故 iD 0 。CD 段：段： TN、Tp 均導(dǎo)通，流過均導(dǎo)通，流過兩管的漏極電流達(dá)到最大兩管的漏極電流達(dá)到最大值值 iD = iD（max)

18、 。閾值電壓：閾值電壓：UTH = 0.5 VDD（VDD = 3 18 V）2. 3. 2 CMOS 與非門、或非門、與門和或門與非門、或非門、與門和或門（略）（略）2. 3. 4 CMOS 傳輸門、三態(tài)門和漏極開路門傳輸門、三態(tài)門和漏極開路門一、一、 CMOS傳輸門傳輸門( (雙向模擬開關(guān)雙向模擬開關(guān)) )1. 電路組成：電路組成：TPCVSS+VDDIO/uuOI/uuCTNCIO/uuOI/uuTGC2. 工作原理：工作原理：:0 1 ) 1 ( CC、TN、TP均導(dǎo)通，均導(dǎo)通，)0( DDIOVuu :1 0 )2( CC、TN、TP均截止，均截止， IOuu 導(dǎo)通電阻小導(dǎo)通電阻小(

19、 (幾百歐姆幾百歐姆) )關(guān)斷電阻大關(guān)斷電阻大( ( 109 ) )(TG 門門 Transmission Gate)二、二、CMOS 三態(tài)門三態(tài)門1. 電路組成電路組成+VDDVSSTP2TN1TP1AYTN21EN2. 工作原理工作原理1 ) 1 ( ENY 與上、下都斷開與上、下都斷開 TP2、TN2 均截止均截止Y = Z( (高阻態(tài)高阻態(tài) 非非 1 非非 0) )AY TP2、TN2 均導(dǎo)通均導(dǎo)通0110 ) 2 ( EN010控制端低電平有效控制端低電平有效( (1 或或 0) )3. 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)YA1ENEN使能端使能端 EN 三、三、CMOS 漏極開路門漏極開路門( (O

20、D門門 Open Drain) )1. 電路組成電路組成BA&1+V DDYBGDSTNVSSRD外接外接YAB&符號(hào)符號(hào)(1) 漏極開路，工作時(shí)必須外接電源和電阻。漏極開路，工作時(shí)必須外接電源和電阻。2. 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)(2) 可以實(shí)現(xiàn)線與功能：可以實(shí)現(xiàn)線與功能：輸出端用導(dǎo)線連接起來實(shí)現(xiàn)與運(yùn)算。輸出端用導(dǎo)線連接起來實(shí)現(xiàn)與運(yùn)算。YCD&P1P2+V DDYRD21PPY CDAB CDAB ( (3) ) 可實(shí)現(xiàn)邏輯電平變換：可實(shí)現(xiàn)邏輯電平變換：DDOHVU (4) 帶負(fù)載能力強(qiáng)。帶負(fù)載能力強(qiáng)。一、一、CC4000 和和 C000 系列集成電路系列集成電路1. CC4

21、000 系列：系列：符合國家標(biāo)準(zhǔn)，電源電壓為符合國家標(biāo)準(zhǔn)，電源電壓為 3 18 V，功能和外部引線排列與對(duì)，功能和外部引線排列與對(duì)應(yīng)序號(hào)的國外產(chǎn)品相同。應(yīng)序號(hào)的國外產(chǎn)品相同。2. C000 系列：系列：早期集成電路，電源電壓為早期集成電路，電源電壓為 7 15 V，外部引線排列順序與外部引線排列順序與 CC4000 不同，不同，用時(shí)需查閱有關(guān)手冊(cè)。用時(shí)需查閱有關(guān)手冊(cè)。傳輸延遲時(shí)間傳輸延遲時(shí)間 tpd標(biāo)準(zhǔn)門標(biāo)準(zhǔn)門 = 100 nsHCMOS = 9nsHCMOS: 54/74 系列系列54/74 HC( (帶緩沖輸出帶緩沖輸出) )54/74 HCU( (不帶緩沖輸出不帶緩沖輸出) )54/74

22、 HCT( (與與 LSTTL 兼容兼容) )二、高速二、高速 CMOS (HCMOS) 集成電路集成電路2. 3. 5 CMOS 電路使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題電路使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題三、三、CMOS 集成電路的主要特點(diǎn)集成電路的主要特點(diǎn)(1) 功耗極低。功耗極低。LSI：幾個(gè)：幾個(gè) W ， MSI：100 W (2) 電源電壓范圍寬。電源電壓范圍寬。CC4000 系列：系列：VDD = 3 18 V(3) 抗干擾能力強(qiáng)?？垢蓴_能力強(qiáng)。輸入端噪聲容限輸入端噪聲容限 = 0.3VDD 0.45VDD(4) 邏輯擺幅大。邏輯擺幅大。(5) 輸入阻抗極高。輸入阻抗極高。(6) 扇出能力強(qiáng)。扇出能力強(qiáng)

23、。扇出系數(shù)：帶同類門電路的個(gè)數(shù)，其大小扇出系數(shù)：帶同類門電路的個(gè)數(shù)，其大小 反映了門電路的帶負(fù)載能力。反映了門電路的帶負(fù)載能力。 (7) 集成度很高，溫度穩(wěn)定性好。集成度很高，溫度穩(wěn)定性好。(8) 抗輻射能力強(qiáng)?？馆椛淠芰?qiáng)。(9) 成本低。成本低。DDOHOL , V0VUU CC4000系列：系列： 50個(gè)個(gè) 10 8四、四、CMOS 電路使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題電路使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題1. 注意輸入端的靜電防護(hù)。注意輸入端的靜電防護(hù)。2. 注意輸入電路的過流保護(hù)。注意輸入電路的過流保護(hù)。3. 注意電源電壓極性。注意電源電壓極性。5. 多余的輸入端不應(yīng)懸空。多余的輸入端不應(yīng)懸空。6. 輸入

24、端外接電阻的大小不會(huì)引起輸入電平的變化。輸入端外接電阻的大小不會(huì)引起輸入電平的變化。與與門門 、 與與非門非門 ：接電源接電源 或或 與其他輸入端并聯(lián)與其他輸入端并聯(lián)或或門門 、 或或非門非門 ：接地接地 或或 與其他輸入端并聯(lián)與其他輸入端并聯(lián)多余輸入端多余輸入端 的處理的處理思考原因？思考原因？4. 輸出端不能和電源、地短接。輸出端不能和電源、地短接。因?yàn)檩斎胱杩箻O高因?yàn)檩斎胱杩箻O高 （ 108 ）故故 輸入電流輸入電流 0 ，電阻上的壓降，電阻上的壓降 0。 （TransistorTransistor Logic）一、電路組成及工作原理一、電路組成及工作原理+VCC(5V)R1uIuo4k

25、 AD1T1T2T3T4DR21.6k R31k R4130 Y輸入級(jí)輸入級(jí)中間級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)D1 保護(hù)二極管保護(hù)二極管 防止輸入電壓過低。防止輸入電壓過低。當(dāng)當(dāng) uI uB uE現(xiàn)在現(xiàn)在 : uE uB uC ，即，即 發(fā)射結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏 集電結(jié)正偏集電結(jié)正偏 T1倒置放大倒置放大02. 0 i iii = i ib =(1+ i )ib4.3Vc e 3.6 V1.4V0.7V2.1V V6 . 3 )2(IHI Uu1.4V+VCC(5V)R1uIuo4k AT1T2T3T4DR21.6k R31k R4130 Y V6 . 3 IHI UuT1 倒置放大狀態(tài)倒置放大狀態(tài)mA 7

26、25. 011BCCB1 RuVimA74. 0)1(B1iB2 ii 假設(shè)假設(shè) T2 飽和導(dǎo)通飽和導(dǎo)通 V14BECES2C2 uuuT3 、D 均截止均截止mA 2.5 2C2CCCS2 RuVI( (設(shè)設(shè)1 4 = 20) )mA 125. 02CS2BS2 IIBS2B2B2 , mA 74. 0Iii 則則T2 飽和的假設(shè)成立飽和的假設(shè)成立0.3ViB21VICS2iB10.7V2.1V思考：思考：D 的作用？的作用？若無若無 D，此時(shí)，此時(shí) T3 可以可以導(dǎo)通，電路將不能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，電路將不能實(shí)現(xiàn)正常的邏輯運(yùn)算正常的邏輯運(yùn)算因?yàn)橐驗(yàn)?.6 ViE1+VCC(5V)R1uIuo4k A

27、T1T2T3T4DR21.6k R31k R4130 Y V6 . 3IHI UuT1 倒置放大狀態(tài)倒置放大狀態(tài)T2 飽和，飽和，T3 、D 均截止均截止3.6 2.1 1.4 0.7 1 T4 的工作狀態(tài)：導(dǎo)通的工作狀態(tài)：導(dǎo)通放大還是放大還是飽和？飽和？R3E2B4iii mA 24. 3CS2B2E2 IiimA 0.717 . 03E23 RuiRmA 2.54 iB2ICS2iB1iE1iE2iB4iR3又因?yàn)橛忠驗(yàn)?T3、D 均截止，即均截止，即0 0BS4CS4 II、BS4B4 Ii T4 深度飽和：深度飽和：uO = UCES4 0.3V（無外接負(fù)載）（無外接負(fù)載）若外接負(fù)載若

28、外接負(fù)載 RL ： BS4CS4 II O4 Tu的飽和程度的飽和程度RL+VCC0.3 所以所以灌電流負(fù)灌電流負(fù)載載輸入短路電流輸入短路電流 IIS二、靜態(tài)特性二、靜態(tài)特性1. 輸入特性輸入特性(1)(1) 輸入伏安特性：輸入伏安特性：)(IIufi 1iI+VCC+5 VuI+ +- -uoT1iIuI+ +- -be2be4+VCC+5 VR14k IV/uImA/i012-1V0ILI UumA05. 11BE1CCISI RuVIiV3 . 0ILI UumA 11ILBE1CCILI RUuVIiISIILIUILUIHIHI低電平輸入電流低電平輸入電流 IIL V6 . 3IHI

29、 UumA 0145. 0)V1 . 2(1CCiIHI RVIi 高電平輸入電流高電平輸入電流或輸入端漏電流或輸入端漏電流 IIH即：當(dāng)即：當(dāng) Ri 為為 2.5 k 以上電阻時(shí)，輸入由以上電阻時(shí)，輸入由低電平低電平變?yōu)樽優(yōu)楦唠娖礁唠娖? (2) ) 輸入端負(fù)載特性：輸入端負(fù)載特性：)(iIRfu 1+VCC+5VuI+ +- -uoRiT1iB1uI+ +- -be2be4+VCC+5 VR14k RiRi/ 026412uI / V) ( k 5 . 2i懸空懸空 RV4 . 1I uT2、T4飽和導(dǎo)通飽和導(dǎo)通V3 . 0OLO UuRi = Ron 開門電阻開門電阻（2.5 k）Ron

30、 k 7 . 0iRV7 . 0I uT2、T4 截止截止V6 . 3OHO UuRi = Roff 關(guān)門電阻關(guān)門電阻（ 0.7 k ）即：當(dāng)即：當(dāng) Ri 為為 0 .7 k 以下電阻時(shí)以下電阻時(shí) , 輸入端相當(dāng)于低電平。輸入端相當(dāng)于低電平。Roff0.7 V1.4 V2. 輸出特性輸出特性)(OOifu uO1+ VCC+ 5 VuI+ +- -+ +- -iOuO / ViO /mA0 10 20 30-10-20-30123: , )1(OLOIHIUuUu 在輸出為低電平條件下，帶灌在輸出為低電平條件下，帶灌電流負(fù)載能力電流負(fù)載能力 IOL 可達(dá)可達(dá) 16 mAIHIUu 0.3V:,

31、 )2(OHOILIUuUu 受功耗限制，帶拉電流負(fù)載能受功耗限制，帶拉電流負(fù)載能力力 IOH 可一般為可一般為 400 AILIUu 3.6V 注意：注意： 輸出短路電流輸出短路電流 IOS 可達(dá)可達(dá) 33 mA，將，將造成器件過熱燒毀造成器件過熱燒毀 ，故門電路，故門電路輸出端不輸出端不能接地能接地！3. 電壓傳輸特性：電壓傳輸特性：)(IOufu 1+VCC+5VuI+ +- -uO+ +- -A B0uO /VuI /V12341234AB 段：段：uI 0.5 V ， uB1 1.4 V ，T2 、T4 飽和飽和導(dǎo)通，導(dǎo)通， T3 、D 截止。截止。uO = UOL 0.3 V閾值電

32、壓閾值電壓4. 輸入端噪聲容限輸入端噪聲容限uIuO1G1G21min IHUmax ILUNHUNLUOHUOLUmin OHUmax OLUIHUILU輸出高電平輸出高電平 V4 . 2min OH U典型值典型值 = 3.6 V 輸出低電平輸出低電平 V4 . 0max OL U典型值典型值 = 0.3 V 輸入高電平輸入高電平 V0 . 2min IH U典型值典型值 = 3.6 V 輸入低電平輸入低電平 V8 . 0max IL U典型值典型值 = 0.3 V UNH 允許疊加的負(fù)向噪聲電壓的最大值允許疊加的負(fù)向噪聲電壓的最大值G2 輸入高電平時(shí)的輸入高電平時(shí)的噪聲容限：噪聲容限：V

33、4 . 0IHminmin OHNH UUUUNL 允許疊加的正向噪聲電壓的最大值允許疊加的正向噪聲電壓的最大值G2 輸入低電平時(shí)的輸入低電平時(shí)的噪聲容限：噪聲容限：V4 . 0max OLILmaxNL UUU開門電平開門電平關(guān)門電平關(guān)門電平三、動(dòng)態(tài)特性三、動(dòng)態(tài)特性傳輸延遲時(shí)間傳輸延遲時(shí)間1uIuO 50%Uom50%UimtuI0tuO0UimUomtPHL 輸出電壓由高到輸出電壓由高到 低時(shí)的傳輸延遲低時(shí)的傳輸延遲 時(shí)間。時(shí)間。tpd 平均傳輸延遲時(shí)間平均傳輸延遲時(shí)間2PLHPHLpdttt tPLH 輸出電壓由低到輸出電壓由低到 高時(shí)的傳輸延遲高時(shí)的傳輸延遲 時(shí)間。時(shí)間。tPHLtPL

34、H典型值：典型值： tPHL= 8 ns , tPLH= 12 ns最大值：最大值： tPHL= 15 ns , tPLH= 22 ns2. 4. 2 TTL與非門和其他邏輯門電路與非門和其他邏輯門電路（略）（略）一、集電極開路門一、集電極開路門OC 門門(Open Collector Gate)+VCC+5VR1AD2T1T2T4R2R3YD1B 1. 電路組成及符號(hào)電路組成及符號(hào)+V CCRC外外接接YAB&+V CCRCOC 門必須外接負(fù)載電阻門必須外接負(fù)載電阻和電源才能正常工作。和電源才能正常工作。AB可以線與連接可以線與連接V CC 根據(jù)電路根據(jù)電路需要進(jìn)行選擇需要進(jìn)行選擇

35、2. OC 門的主要特點(diǎn)門的主要特點(diǎn)2. 4. 3 TTL 集電極開路門和三態(tài)門集電極開路門和三態(tài)門線與連接舉例：線與連接舉例：21YYY CDAB CDAB +VCCAT1T2T4Y1B+VCCCT 1T 2T 4Y2D+V CCRC+V CCRCABY1AB&G1Y2CD&G2線與線與YCDY二、二、 輸出三態(tài)門輸出三態(tài)門 TSL門門(Three - State Logic)(1) 使能端低電平有效使能端低電平有效1. 電路組成電路組成+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3EN使能端使能端(2) 使能端高電平有效使能端高電平有效1ENYA &E

36、NBENYA&BENEN以使能端低電平有效為例：以使能端低電平有效為例：2. 三態(tài)門的工作原理三態(tài)門的工作原理PQ時(shí)時(shí) 0 ENP = 1（高電平）（高電平） 電路處于正常電路處于正常工作狀態(tài)：工作狀態(tài)： D3 截止，截止，BAPBAY （Y = 0 或或 1）+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3EN使能端使能端P = 0 ( (低電平低電平) )D3 導(dǎo)通導(dǎo)通時(shí)時(shí) 1 EN T2 、T4截止截止uQ 1 VT3、D 截止截止輸出端與上、下均斷開輸出端與上、下均斷開+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3EN可能輸出狀態(tài)：可能輸出狀態(tài)：0、1

37、 或高阻態(tài)或高阻態(tài)QP 高阻態(tài)高阻態(tài)記做記做 Y = Z使能端使能端3. 應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：(1) 用做多路開關(guān)用做多路開關(guān)YA1EN1EN1ENA21G1G2使能端使能端10禁止禁止使能使能1A 01使能使能禁止禁止2A 時(shí)時(shí) 0 EN時(shí)時(shí) 1 EN(2) 用于信號(hào)雙向傳輸用于信號(hào)雙向傳輸A1EN1EN1ENA21G1G2時(shí)時(shí) 1 EN2A 1A 時(shí)時(shí) 0 EN01禁止禁止使能使能10使能使能禁止禁止(3) 構(gòu)成數(shù)據(jù)總線構(gòu)成數(shù)據(jù)總線EN1EN1EN1G1G2Gn1EN2ENnENA1A2An數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線011101110 注意：注意：任何時(shí)刻，只允許一個(gè)三態(tài)門使能，任何時(shí)刻，只允許一個(gè)三態(tài)門使能，其余為高阻態(tài)。其余為高阻態(tài)。 是數(shù)字電路中的基本開關(guān)元件，一般都工作在開關(guān)是數(shù)字電路中的基本開關(guān)元件，一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。狀態(tài)。1. ：是不可控的，利用其開關(guān)特性可構(gòu)成是不可控的，利用其開關(guān)特性可構(gòu)成二極管二極管與門與門和和或門或門。2. ：是一種用電流控制且具有放大特性的開是一種用電流控制且具有放大特性的開關(guān)元件，關(guān)元件， 利用三極管的飽和導(dǎo)通與截止利用三極管的飽和導(dǎo)通與截止特性可構(gòu)成特性可構(gòu)成 非門非門 和其它和其它 TTL 集成門電集成門電路路。3. ：是一種具有放大特性的由電壓控制的開關(guān)元件，是一種具有放大特性的由電壓控制的