CMOS漏極開路門和三態(tài)門電路

CMOS漏極開路門和三態(tài)門電路CMOS漏極開路門和三態(tài)門電路VDDvI1LvO2LvO1HvI2H1、CMOS漏極開路門電路（1）漏極開路門電路的結(jié)構(gòu)和符號(hào)①線與：將兩個(gè)門的輸出端并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)與邏輯的功能。觀察如下的實(shí)現(xiàn)電路：由圖可見：電流很大,器件會(huì)損壞;且無法確定輸出是高還是低電平。解決此問題可采用漏極開路（OD）門代之。截止導(dǎo)通導(dǎo)通截止②漏極開路(OD)的與非門電路OD與非門的輸出級(jí)ABL漏極開路輸出A&

LBC&

DA&

LBVDD邏輯符號(hào)線與的邏輯電路圖為了實(shí)現(xiàn)線與功能,可將多個(gè)門電路輸出管的漏極與電源之間加一個(gè)公共的上拉電阻。L=ABCD·(2)上拉電阻對(duì)OD門動(dòng)態(tài)性能的影響A&

B邏輯電路圖&1&VDDRPVOVDDRNoffRPCLVDDRNonRPCLVO1.5KΩ1.5KΩ100Ω100pF1.5KΩ>1MΩ100pF高電平→低電平低電平→高電平OD門輸出高電平→低電平：放電時(shí)間常數(shù)10nsOD門輸出由低電平→高電平：充電時(shí)間常數(shù)為150ns，上升時(shí)間很長，工作速度快時(shí)，應(yīng)避免用以驅(qū)動(dòng)大電容負(fù)載。(3)上拉電阻計(jì)算①RP(min)的確定：RP&1E&

FC&

DA&

BVDD00001174LS1074LS0474HC03×3IILI0L只有一個(gè)OD門導(dǎo)通情況RP(min)=VDD-VOL(max)IOL(max)-IIL(total)IOL(max)—驅(qū)動(dòng)器件IOL最大值VOL(max)—驅(qū)動(dòng)器件VOL最大值IIL(total)—接到上拉電阻下端的全部灌電流負(fù)載的IIL總值。RP≥②RP(max)的確定：000000RP&1E&

FC&

DA&

BVDD3IIHI0ZI0ZI0ZIIH所有OD輸出為高電平時(shí)IOZ(total)—全部驅(qū)動(dòng)門輸出高電平時(shí)的漏電流總和；VOH(min)—驅(qū)動(dòng)器件VOH最小值；IIH(total)—全部負(fù)載門輸入端為高電平時(shí)的輸入電流總和；RP(max)=VDD-VOH(min)IOZ(total)+IIH(total)實(shí)際上，若要求速度快，RP的值就取近RP(min)的標(biāo)準(zhǔn)值，若要求功耗小，RP的值就取近RP(max)的標(biāo)準(zhǔn)值。RP≤設(shè)3個(gè)漏極開路CMOS與非門74HC03作線與連接，驅(qū)動(dòng)1個(gè)TTL反相器74LS04和一個(gè)3輸入與非門74LS10，試確定一個(gè)上拉電阻RP，已知VDD=5V,IOZ=5μA。解：查附錄A，得相關(guān)參數(shù)如下：CMOS參數(shù)VOL（max）=0.33V;VOH（min）=3.84V;IOL（max）=4mA;（1）IIL（total）=2×0.4=0.8mAIIH（total）=4×0.02=0.08mA;IOZ（total）=3×5=15μARP在1.46k～12.21k間，可選擇標(biāo)準(zhǔn)值為2k的電阻。TTL門參數(shù)：IIL=0.4mA;IIH（min）=0.02mA;RP（min）=-VOL（max）VDD-IIL（total）IOL(max)=5-0.334-0.8≈1.46k(2)RP（max）=-VOH（min）VDDIIH（total）+IOZ（total）=5-3.840.015+0.08≈12.21kOD門的應(yīng)用例子：（a）只要驅(qū)動(dòng)門的IOL（max）大于發(fā)光二極管的額定電流即可。（b）VO可提高到近12V;2、三態(tài)（TSL）輸出門電路三態(tài)輸出門電路除有高、低電平輸出外，還有高阻輸出狀態(tài)，稱高阻態(tài)，或禁止態(tài)。A為輸入端，L為輸出端，EN為控制端（使能端）。TN≥111VDDTPLBCAEN1AENL（2）符號(hào)（1）電路2、三態(tài)（TSL）輸出門電路TN≥111VDDTPLBCAEN1AENL①EN=1時(shí)，若A=0②EN=0時(shí)，則B=1，C=1TN導(dǎo)通，TP截止，L=0；若A=1則B=0，C=0TN截止，TP導(dǎo)通，L=1?？傆蠦=1，C=0開路，既不是低電平，也不是高電平，稱高阻工作狀態(tài)。TN、TP均截止，輸出（3）工作原理（4）三態(tài)輸出門的真值表（5）三態(tài)輸出門的應(yīng)用使能EN輸入A輸出L10110×01高阻三態(tài)輸出門電路主要用于總線傳輸，如右圖計(jì)算機(jī)或微機(jī)系統(tǒng)的連接，可按一定順序?qū)⑿盘?hào)分時(shí)送到總線上傳輸。七、CMOS傳輸門（TG）oIvv/Iovv/CCTPTN+5V0VTGoIvv/Iovv/CC傳輸門由兩管柵極的互補(bǔ)信號(hào)C和C控制，當(dāng)C=1時(shí)，開關(guān)開通；C=0時(shí)，開關(guān)斷開。開關(guān)的導(dǎo)通電阻近似為一個(gè)常數(shù)，阻值約為數(shù)百歐。1、電路結(jié)構(gòu)2、符號(hào)3、結(jié)論4、作為模擬開關(guān)的工作原理：oIvv/Iovv/CCTPTN+5V-5V用于模擬電路時(shí)，C接低電平-5V，TN柵壓為-5V，TP柵壓為+5V，當(dāng)VI在（-5+5）V范圍時(shí)，TN、TP均不導(dǎo)通—開關(guān)是斷開的。VT＝2VC接高電平+5V，TN柵壓為+5V，當(dāng)VI在（-5+3）V范圍時(shí)TN導(dǎo)通；TP柵壓為-5V，當(dāng)VI在（-3+5）V范圍時(shí)TP導(dǎo)通；當(dāng)VI在（-3+3）V范圍時(shí)TN、TP均導(dǎo)通——開關(guān)是閉合的。-5+5+3-34、在數(shù)字電路中應(yīng)用的工作原理：oIvv/Iovv/CCTPTN+5V0V用于數(shù)字電路時(shí)，C接低電平0V，TN柵壓為0V，TP柵壓為+5V，當(dāng)VI在（0+5）V范圍時(shí)，TN、TP均不導(dǎo)通—開關(guān)是斷開的。C接高電平+5V，TN柵壓為+5V，當(dāng)VI在（0+3）V范圍時(shí)TN導(dǎo)通；TP柵壓為0V，當(dāng)VI在(+2+5)V范圍時(shí)TP導(dǎo)通；當(dāng)VI在（0+5）V范圍時(shí)TN、TP至少有一個(gè)導(dǎo)通——開關(guān)是閉合的。0+5+3+2VT＝2V用CMOS傳輸門構(gòu)成的2選1數(shù)據(jù)選擇器如圖3.1.27所示。當(dāng)控制端C=0時(shí)，輸入端X的信號(hào)被傳到輸出端，L=X。而當(dāng)C=1時(shí)，L=Y。八、CMOS邏輯門電路的技術(shù)參數(shù)CM