數(shù)字邏輯-第2章 邏輯門電路課件

第2章邏輯門電路2。5BiCMOS2。2基本邏輯門電路2。3TTL集成門電路2。4CMOS門電路邏門電路2。1晶體管的開關(guān)特性2。6幾個(gè)問題說明2.1晶體管的開關(guān)特性及參數(shù)作用于開關(guān)器件1接通2截止阻抗小阻抗大短路開路脈沖信號(hào)(MHz)晶體管的開關(guān)特性即：1與2及其轉(zhuǎn)化特點(diǎn)脈沖f很高，要求開關(guān)狀態(tài)變化很快，t:μs→ns半導(dǎo)體器件如晶體二極管、三極管和MOS管都有導(dǎo)通和截止的開關(guān)作用，器件特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，前者指器件在導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)下的特性，后者指器件在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的特性。一、二極管的開關(guān)特性（1）單向?qū)щ娦浴驅(qū)ㄅc反向截止1、特性:iRLDvI（2）說明：（1）必須限制正向電流；（2）二極管導(dǎo)通時(shí)，都有一定的管壓降，這相當(dāng)于接通時(shí)有一定的電阻；（3）二極管的反向電阻并非無窮大；2、過渡過程：正通→反止，存在反向恢復(fù)時(shí)間tre，ns級(jí)反止→正通，開通時(shí)間，比tre很短特點(diǎn)：二極管從反向截止到正向?qū)ǖ臅r(shí)間比從正向?qū)ǖ椒聪蚪刂沟臅r(shí)間短得多，即過渡過程主要考慮反向恢復(fù)過程。PN結(jié)正向偏置－－－－++++空間電荷區(qū)變薄PN+擴(kuò)散長(zhǎng)度LP正向電流存儲(chǔ)電荷N區(qū)中少子空穴存儲(chǔ)電荷P區(qū)中少子電子+-（2）產(chǎn)生反向恢復(fù)過程的原因--電荷存儲(chǔ)效應(yīng)一、二極管的開關(guān)特性2、過渡過程：PN結(jié)改為反向偏置由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，反向向電流大，經(jīng)過tre，存儲(chǔ)的少子電荷消失，電流變得很小。（原來的0.1）勢(shì)壘區(qū)先不變PN擴(kuò)散長(zhǎng)度LP-+形成反向電流IR復(fù)合復(fù)合－－－－++++（2）產(chǎn)生反向恢復(fù)過程的原因--電荷存儲(chǔ)效應(yīng)一、二極管的開關(guān)特性2、過渡過程：－－－－++++空間電荷區(qū)變厚NP+_++++－－－－內(nèi)電場(chǎng)加強(qiáng)，使擴(kuò)散停止，有少量飄移，反向電流很小反向飽和電流很小，A級(jí)（2）產(chǎn)生反向恢復(fù)過程的原因--電荷存儲(chǔ)效應(yīng)一、二極管的開關(guān)特性2、過渡過程：二、BJT的開關(guān)特性1、BJT的開關(guān)作用：VCCiCvCEiB=0IB0IBS=IB4IB3IB2IB1ACOVCESVCC/RCIB1ICSRbRcVccTiBvI+ic-Vo（1）截止?fàn)顟B(tài)——相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài) e結(jié)和c結(jié)均反偏，iC≈0，iB≈0VCE≈VCCVBE<0.5V(鍺管0.2V)c,e間等效內(nèi)阻很大，約數(shù)百千歐ViRbRCVCCICEO二、BJT的開關(guān)特性1、BJT的開關(guān)作用：VCCiCvCEiB=0IB0IBS=IB4IB3IB2IB1ACOVCESVCC/RCIB1ICSRbRcVccTiBvI+ic-Vo（2）放大狀態(tài)——相當(dāng)于開關(guān)的過渡狀態(tài) 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，iC≈βiB。

VCE=VCC-iCRCVBE=0.7V(鍺管0.3)c,e間等效內(nèi)阻可變二、BJT的開關(guān)特性1、BJT的開關(guān)作用：VCCiCvCEiB=0IB0IBS=IB4IB3IB2IB1ACOVCESVCC/RCIB1ICSRbRcVccTiBvI+ic-Vo（3）飽和狀態(tài)——相當(dāng)于開關(guān)的閉合狀態(tài)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正偏，iC=ICS≈

VCC/RC，且不隨iB增加而增加，VCES≈0.2~0.3V（飽和管壓降）c,e間等效內(nèi)阻很小，約數(shù)百歐ViRbRCVCC!!控制基極電壓，可使晶體管處于飽和或截止，使晶體管起到開關(guān)作用。2、BJT的開關(guān)作用時(shí)間+VB2-VB1vIt0iCICS0.9ICS0.1ICS0tdtrtstft開關(guān)電路的波形三極管飽和與截止兩種狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間關(guān)閉時(shí)間toff=ts+tf，基區(qū)存儲(chǔ)電荷消散的時(shí)間，反映開關(guān)從飽和到截止所需時(shí)間。二、BJT的開關(guān)特性1、BJT的開關(guān)作用：ts存儲(chǔ)時(shí)間tf下降時(shí)間3、討論開關(guān)時(shí)間過長(zhǎng)，輸出電壓跟不上輸入電壓的變化，導(dǎo)致電路不能正常工作。解決辦法：對(duì)外電路：①減小截止和飽和深度。②采用大的正向和反向基極驅(qū)動(dòng)電流。對(duì)管子內(nèi)部結(jié)構(gòu)：①減小b區(qū)寬度；②減小兩結(jié)的面積；③在基區(qū)摻金，形成復(fù)合中心。2、BJT的開關(guān)作用時(shí)間二、BJT的開關(guān)特性1、BJT的開關(guān)作用：2.2基本邏輯門所謂“邏輯”是指“條件”與“結(jié)果”的關(guān)系，利用電路的輸入信號(hào)反映“條件”，而用電路的輸出反映“結(jié)果”。從而使電路的輸入和輸出之間代表了一定的邏輯關(guān)系。最簡(jiǎn)單的邏輯單元——基本邏輯門。

一、關(guān)于邏輯電路的幾個(gè)問題

1、邏輯狀態(tài)的表示方法——狀態(tài)賦值一種狀態(tài)高電位有脈沖閉合真上…

0（1）另一種狀態(tài)低電位無脈沖斷開假下…

1（0）2、正邏輯和負(fù)邏輯的規(guī)定以0表示低電平，1表示高電平——正邏輯體制；以1表示低電平，0表示高電平——負(fù)邏輯體制；1、二極管與門電路ABCLR=3kΩD1D2D3Vcc(5V)2.2基本邏輯門二、基本邏輯門

ABCL00000010010001101000101011001111ABCL000000110101011110011011110111112、二極管或門電路ABCLRD1D2D33、非門電路VCCRCRbATLAL01101、與非電路ABCLR=3kΩD1D2D3Vcc(5V)2.2基本邏輯門三、復(fù)合邏輯門

ABCL00000010010001101000101011001111VCCRCRbTL1L1111111102.2基本邏輯門二、基本邏輯門

LABC000000110101011110011011110111112、或非門電路ABCLRD1D2D3VccVccRcRbTL1L110000000一、TTL集成邏輯門電路1、基本的BJT反相器VccVccRcRbATCLBJT開關(guān)速度受限制的主要原因：⑴BJT基區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)電荷的影響——電荷的存入、消散要時(shí)間⑵負(fù)載電容CL充放電要時(shí)間——————導(dǎo)致基本的BJT反相器開關(guān)速度不高2、TTL反相器基本電路一、TTL集成邏輯門電路Vcc(5V)Rb14kΩRc21.6kΩRc4130ΩRe21kΩT1T2T4T3DvI+-AL（1）工作原理①vI=3.6V，即輸入為高電平時(shí)VB1=VBC1+VBE2+VBE3

=(0.7+0.7+0.7)V=2.1V，T1的e結(jié)反偏，c結(jié)正偏，處于倒置工作狀態(tài)輸出VC3=0.2VVC2=VCES2+VB3=(0.2+0.7)V=0.9V，則VB4=VC2=0.9V作用于T4的e結(jié)和二極管的串聯(lián)支路的電壓為VC2-VO=(0.9-0.2)V=0.7V，則T4及D均截止輸入為高電平，輸出為低電平。2、TTL反相器基本電路一、TTL集成邏輯門電路Vcc(5V)Rb14kΩRc21.6kΩRc4130ΩRe21kΩT1T2T4T3DvI+-AL（1）工作原理②vI=0.2V，即輸入為低電平時(shí)VB1=(0.2+0.7)V=0.9V，T1的e結(jié)導(dǎo)通。此時(shí)，VB1同時(shí)作用于T1的c結(jié)、T2和T3的e結(jié)支路上，T2，T3顯然截止，則——Vcc通過Rc2

向T4提供基極電流T4及D導(dǎo)通，則——vo≈Vcc-VBE4-VD=(5-0.7-0.7)=3.6V輸入為低電平，輸出為高電平。2、TTL反相器基本電路（2）說明：②采用推拉式輸出級(jí)以提高開關(guān)速度和帶負(fù)載的能力由T3、T4組成推拉式輸出級(jí)。T4形成電壓跟隨器，T3形成共射極電路，作為T4的負(fù)載。當(dāng)輸出為低電平時(shí)T3處于深度飽和狀態(tài)時(shí)，輸出電阻小，就是T3的深度飽和電阻，因此，帶負(fù)載的能力很強(qiáng)。由于T4截止，T3集電極電流全部用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載。⑶當(dāng)輸出端接負(fù)載電容CL時(shí)輸出由低→高由于T3的基極電流是T2放大的電流，所以T2比T3更早脫離飽和，于是VC2比VC3早上升。另一方面，負(fù)載CL電壓不可突變，使VC3保持。則，c2與c3之間電位差增加→T4的iB4瞬間極大飽和，電源Vcc通過Rc4和T4對(duì)負(fù)載CL迅速充電，時(shí)間常數(shù)小，使輸出波形上升沿陡直。輸出由高→低，T3深度飽和，呈現(xiàn)低電阻，CL通過它很快放電。⑵當(dāng)輸出為高電平時(shí)T3處于截止，T4組成的電壓跟隨器的輸出電阻很小所以輸出的高電平穩(wěn)定，帶負(fù)載能力也較強(qiáng)。講課時(shí)此張幻燈片不用2、TTL反相器基本電路一、TTL集成邏輯門電路Vcc(5V)Rb14kΩRc21.6kΩRc4130ΩRe21kΩT1T2T4T3DvI+-AL（3）TTL反相器傳輸特性vIvOCBA3.6VED2.48V0.2V0.4V1.1V1.2V3VAB段：vI很低，穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出高；BC段：vI值大于點(diǎn)B，T1的C極供給T2基極電流，但T1仍保持為飽和態(tài)，其e、c結(jié)均正偏；T2對(duì)vI的增量作線性放大：2、TTL反相器基本電路一、TTL集成邏輯門電路Vcc(5V)Rb14kΩRc21.6kΩRc4130ΩRe21kΩT1T2T4T3DvI+-AL（3）TTL反相器傳輸特性vIvOCBA3.6VED2.48V0.2V0.4V1.1V1.2V3VCD段：的值繼續(xù)增大并超越C點(diǎn)，使T3飽和，輸出電壓迅速下降到vO≈0.2V，DE段：vI(D)的值從點(diǎn)D再繼續(xù)增加時(shí)，T1進(jìn)入倒置放大狀態(tài)，保持vO＝0.2V。3、TTL與非門一、TTL集成邏輯門電路Vcc(5V)Rb14kΩRc21.6kΩRc4130ΩRe21kΩT1T2T4T3DABCL輸入、輸出的邏輯關(guān)系式：工作原理（1）當(dāng)輸入端全接高電平(3.6v)時(shí)T1倒置工作，T2飽和，T4截止，T3飽和。

（2）當(dāng)輸入有低電平(0.3v)時(shí)T1深度飽和，T2、T3截止，T4微飽和。

輸入有低，輸出為高。

輸入全高，輸出為低。

3、TTL與非門一、TTL集成邏輯門電路Vcc(5V)Rb14kΩRc21.6kΩRc4130ΩRe21kΩT1T2T4T3DABCL電路的改進(jìn)+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC3603k750100（1）用復(fù)合管代替原來的T4。3、TTL與非門一、TTL集成邏輯門電路電路的改進(jìn)+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC3603k750100（1）用復(fù)合管代替原來的T4。（2）有源泄放電路R33、TTL與非門一、TTL集成邏輯門電路電路的改進(jìn)+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC3603k750100（1）用復(fù)合管代替原來的T4。（2）有源泄放電路（3）抗飽和電路肖特基勢(shì)壘二極管的特點(diǎn)

①它象PN結(jié)一樣具有單向?qū)щ娦?；②它的開啟電壓比較低，約為0.4～0.5v；③它本身的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)較小。抗飽和管的工作原理利用肖特基勢(shì)壘二極管，使T處于飽和時(shí)，將T的集電結(jié)正偏電壓鉗制在0.4v左右，使T不會(huì)過飽和。1、TTL門電路芯片（四2輸入與非門，型號(hào)74LS00)地GND外形&&&1413121110981234567&管腳電源VCC（+5V）二、TTL門電路芯片簡(jiǎn)介2、常用TTL邏輯門電路名稱國(guó)際常用系列型號(hào)國(guó)產(chǎn)部標(biāo)型號(hào)說明四2輸入與非門74LS00T1000四2輸入或門四2異或門四2輸入或非門四2輸入與門雙4輸入與非門雙4輸入與門六反相器8輸入與非門74LS3274LS0274LS0874LS8674LS2174LS2074LS3074LS04T186T1008T1086T1021T1002一個(gè)組件內(nèi)部有四個(gè)門，每個(gè)門有兩個(gè)輸入端一個(gè)輸出端。一個(gè)組件內(nèi)有兩個(gè)門，每個(gè)門有4個(gè)輸入端。只一個(gè)門，8個(gè)輸入端。有6個(gè)反相器。二、TTL門電路芯片簡(jiǎn)介uo(V)ui(V)123UOH(3.4V)UOL(0.3V)(0.3V)ui(V)uo(V)123UOH“1”UOL閾值UT=1.4V理想的傳輸特性1、傳輸特性三、TTL門電路的主要技術(shù)參數(shù)uo(V)ui(V)123UOH(3.4V)UOL(0.3V)1、傳輸特性三、TTL門電路的主要技術(shù)參數(shù)2、關(guān)門電平和開門電平關(guān)門電平VOFF——在保證輸出為額定高電平的90%的條件下，允許的最大輸入低電平值。開門電平VON——在保證輸出為額定低電平時(shí)，允許的最小輸入低電平值。VOFFVON3、轉(zhuǎn)折電平VT閾值電壓（1.4v）VTuo(V)ui(V)123UOH(3.4V)UOL(0.3V)1、傳輸特性三、TTL門電路的主要技術(shù)參數(shù)4、輸入信號(hào)噪聲容限在保證輸出為額定高電平的90%的條件下，允許疊加在輸入低電平上的噪聲電壓—低電平噪聲容限VNL=VOFF－VIL。在保證輸出為低電平的條件下，允許疊加在輸入高電平上的噪聲電壓—高電平噪聲容限VNH=VIH－VON。VOFFVONVTVNLVNHVIHVIL5、傳輸延遲時(shí)間--表征開關(guān)速度的參數(shù)。P496、功耗：7、延時(shí)-功耗積：DP=tpdPD四、TTL與非門帶負(fù)載的能力&&？1.前后級(jí)之間電流的聯(lián)系分兩種情況討論：

（1）前級(jí)輸出為低電平時(shí)（2）前級(jí)輸出為高電平時(shí)2、灌電流負(fù)載——負(fù)載電流從外電路流入與非門

IISIISILT1T1TTL與非門的灌電流負(fù)載能力將受到T5的飽和程度的限制。T5的飽和程度越深（IB5越大），允許的負(fù)載電流就越大。四、TTL與非門帶負(fù)載的能力&&？1.前后級(jí)之間電流的聯(lián)系3、拉電流負(fù)載——負(fù)載電流從與非門流向外電路

若拉電流IL太大，R4的壓降增加，使VC3下降，迫使T3進(jìn)入飽和狀態(tài)，β3變小T3、T4組成的復(fù)合管使與非門的輸出電阻增大，輸出高電平下降。T1T1ILIIHIIH4、扇出系數(shù)：以同一型號(hào)的與非門作為負(fù)載時(shí)，一個(gè)與非門能夠驅(qū)動(dòng)同類與非門的最大數(shù)目。

2、灌電流負(fù)載.

五、TTL與非門的輸入特性

1、輸入特性曲線+5VR1IB1VIIIVTVI(V)II(mA)-1.4③在VI=0時(shí)，按上試估算II=－IB1=－(EC－VBE1－VI)/R1=-(5－0.7)/R1=1.4mA——輸入短路電流④在VI>0.6v時(shí)，T2開始導(dǎo)通，但T2的C結(jié)電阻較大，取電流很小II≈－IB1⑤在VI>1.3v，T5開始導(dǎo)通，VB1被箝在2.1v左右，只要VI再增加一點(diǎn)，則T1進(jìn)入倒置工作狀態(tài)，II急劇減小，并改變方向。由于VI繼續(xù)升高，c—e間的等效電阻總不可能做到無窮大，所以II還會(huì)有極微小的增加。①在VI<VT時(shí)II為負(fù)；②在VI<0.6v時(shí)II可估算為II=－IB1=－(EC－VBE1－VI)/R1⑥輸入漏電流：VI=VH時(shí)的輸入電流，用IIH表示。五、TTL與非門的輸入特性

2、輸入負(fù)載特性——VI與輸入端對(duì)地外接電阻Ri的關(guān)系曲線1.4②關(guān)門電阻ROFF：在保證與非門關(guān)閉，輸出為額定高電平90%的條件下，所允許的Ri的最大值。開門電阻RON：在保證與非門開啟，輸出為額定低電平的條件下，所允許的Ri的最小值。典型值：ROFF=0.7kRON=2k

①在一定范圍內(nèi)VI隨Ri的增大而升高，當(dāng)VI升高到1.4v時(shí)，VB1上升到2.1v，使T5飽和導(dǎo)通，VB1將保持2.1v不變，1.4v為VI的極限值。+5VR1RI+VI－RIVI(V)五、TTL與非門的輸入特性

3、多余輸入端的處理方式①將多余的輸入端接到電源的正端；

優(yōu)點(diǎn)：不增加信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電流。②將多余的輸入端與有用的（即接有輸入信號(hào)）輸入端并聯(lián)使用；

優(yōu)點(diǎn)：可以提高電路的可靠性。

缺點(diǎn)：信號(hào)所要提供的驅(qū)動(dòng)電流大一些。③通過大電阻接地；1.4+5VR1RI+VI－RIVI(V)&AB六、其它類型的TTL門電路1、與或非門+VCCB3A3B2A2B1A1L=A1A2A3+B1B2B3T2和T2'中的任何一個(gè)導(dǎo)通，都可使T5飽和導(dǎo)通，T4截止，只有T2和T2'同時(shí)截止，輸出才能是高電平。六、其它類型的TTL門電路2、異或門+VCCBAL六、其它類型的TTL門電路3、集電極開路的與非門（OC門）（1）問題的提出標(biāo)準(zhǔn)TTL與非門進(jìn)行與運(yùn)算:&ABEF&CD&G1&ABEF&CDG能否“線與”？（OpenCollector)+5VR4R2T3T4T5R3TTL與非門的輸出電阻很低。這時(shí)，直接線與會(huì)使電流i劇烈增加。i功耗T4熱擊穿UOL與非門2：不允許直接“線與”與非門1截止與非門2導(dǎo)通UOHUOL與非門1：i+5VR4R2T3T4T5R3問題：TTL與非門能否直接線與？RLUCC輸入全1時(shí)，輸出=0；輸入任0時(shí)，輸出懸空+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC&符號(hào)應(yīng)用時(shí)輸出端要接一上拉負(fù)載電阻RL。&六、其它類型的TTL門電路3、集電極開路的與非門（OC門）（2）電路與符號(hào)OC門可以實(shí)現(xiàn)“線與”功能。分析：F1、F2、F3任一導(dǎo)通，則F=0。F1、F2、F3全截止，則F=1。輸出級(jí)&&&UCCF1F2F3FRLUCCRLT5T5T5F=F1F2F3六、其它類型的TTL門電路3、集電極開路的與非門（OC門）（2）電路與符號(hào)六、其它類型的TTL門電路3、集電極開路的與非門（OC門）（3）負(fù)載電阻RL和電源VCC可以根據(jù)情況選擇。問題1：

如何確定上拉電阻RL?（RL(max)

RL(min)）參考：閻石《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》P80問題2：一般的TTL與非門能否線與？參考：楊福生《電子技術(shù)》P320&VCCRLE—控制端（使能端）+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABDE（1）結(jié)構(gòu)六、其它類型的TTL門電路4、三態(tài)門（TSL門）（2）工作原理當(dāng)E=0時(shí)01截止E—控制端（使能端）+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABDE（1）結(jié)構(gòu)六、其它類型的TTL門電路4、三態(tài)門（TSL門）（2）工作原理當(dāng)E=0時(shí)10當(dāng)E=1時(shí)導(dǎo)通截止截止高阻態(tài)輸出為高阻狀態(tài)&ABF符號(hào)功能表&ABF符號(hào)功能表使能端高電平起作用使能端低電平起作用（3）符號(hào)及功能表六、其它類型的TTL門電路4、三態(tài)門（TSL門）E1E2E3公用總線=０=１=０三態(tài)門主要作為TTL電路與總線間的接口電路。工作時(shí)，E1、E2、E3分時(shí)接入高電平。（5）用途六、其它類型的TTL門電路4、三態(tài)門（TSL門）§2.4CMOS邏輯門電路結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOS場(chǎng)效應(yīng)管有兩種:N溝道P溝道耗盡型增強(qiáng)型耗盡型增強(qiáng)型MOS電路的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)1.工藝簡(jiǎn)單，集成度高。缺點(diǎn)：工作速度比TTL低。2.是電壓控制元件，靜態(tài)功耗小。3.允許電源電壓范圍寬（318V）。4.扇出系數(shù)大，抗噪聲容限大。一、MOS反相器0UDSID負(fù)載線ui=“1”ui=“0”uo=“0”uo=“1”UCCuiuo等效結(jié)構(gòu)UCCuiuoT2（負(fù)載管）T1(驅(qū)動(dòng)管）UGS=UDS>UT導(dǎo)通有源負(fù)載(非線性電阻)實(shí)際結(jié)構(gòu)UCCuiuo一、MOS反相器工作設(shè)想T1導(dǎo)通時(shí)，T2截止，從而ID=0，使輸出低電平更低。T1截止時(shí)，T2導(dǎo)通，從而RON2較小，CL充電更快。二、CMOS反相器NMOS管PMOS管CMOS電路工作原理：ui=0時(shí)：

ugs2=UCC，T2導(dǎo)通、T1截止，uo=“１”；ui=1時(shí)：T1導(dǎo)通、T2截止，uo=“0”。UCCST2DT1uiuoDSComplementary-Symmetry

MOS互補(bǔ)對(duì)稱式MOST1:ONT2:OFF同一電平:OFFON二、CMOS反相器電路特點(diǎn)（1）電路利用率高。VOL≈0v，VOH≈VCC，輸出電壓幾乎等于外加電源值，可以充分利用電源電壓。（2）靜態(tài)功耗小。電路處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，TN，TP總是一個(gè)導(dǎo)通，另一個(gè)截止，靜態(tài)電流近似為零，所以靜態(tài)功耗小。（3）開關(guān)速度高。無論輸出高電平，還是低電平，負(fù)載都是通過導(dǎo)通管與VCC或地相連，負(fù)載電容充放電較快，提高了開關(guān)速度。當(dāng)VI由低變高時(shí)，T1為導(dǎo)通狀態(tài)，為CL放電提供了一個(gè)低阻通道。當(dāng)VI由高變低時(shí)，T2為導(dǎo)通狀態(tài)，為CL充電提供了一個(gè)低阻通道。VCCST2DT1uiuoDS三、CMOS與非門&ABF工作原理:+UDDAFT2T1BT3T4SSSSGG結(jié)構(gòu)00

101

110

111

0ABT1T2T3T4FABT1T2T3T4FABF工作原理:+UDDFAT2T1BT3T4GGSSS結(jié)構(gòu)00

××101

××

0

10×

×

0

11××

0

四、CMOS或非門工作原理:1+UDDLET2T1AT3T4結(jié)構(gòu)五、CMOS三態(tài)門EAL11001d10高阻結(jié)構(gòu):六、CMOS傳輸門+5VCVICVO-5VTGCC符號(hào):工作原理:設(shè)被傳輸?shù)哪M信號(hào)的變化范圍為－5v～+5v。設(shè)控制信號(hào)：高電平VCH=+5v，低電平VCL=－5v，兩管的VT均為2v。（1）當(dāng)C端接低電平時(shí)，TN的柵壓為－5v，VI在－5v～+5v時(shí)，TN截止，同時(shí)TP亦截止—開關(guān)斷開。（2）當(dāng)C端接高電平時(shí)：若－5v<VI<－3vVGSN≥8v＞VTNTN導(dǎo)通VGSP＞－2v＞VTPTP截止

－3v<VI<+3vVGSN＞2v＞VTNTN導(dǎo)通VGSP＜－2v＜VTPTP導(dǎo)通+3v<VI<+5vVGSN＜2v＜VTNTN截止VGSP＜－8v＜VTPTP導(dǎo)通即：在－5v<VI<+5v的范圍內(nèi)，或者TN、TP單獨(dú)導(dǎo)通，或者它們同時(shí)導(dǎo)通，傳輸門被打開，VI順利通過傳輸門——開關(guān)閉合。2.5BiCMOS門電路——雙極型CMOS一、BiCMOS反相器特點(diǎn)：雙極型器件的快速度，MOSFET的低功耗——兩方面的優(yōu)勢(shì)。VDDMPT1M1MNvIM2vOT21、電路組成vI為高，MN、M1導(dǎo)通，MP、M2截止，T1止，T2通。vI為低，MN、M1截止，MP、M2、導(dǎo)通，T2止，T1通。T1，

T2基極可經(jīng)由M1、M2放電，從而加速脫離飽和。T1與VDD，T2與地，分別與負(fù)載構(gòu)成對(duì)負(fù)載的充放電回路，從而減小容性負(fù)載的滯后影響輸入級(jí)推拉式輸出級(jí)2、工作原理BiCMOS二輸入端或非門VDDMPAT1M1AMNAvIAM2vO=A+BT2MNBMPBM1BvIB同理可構(gòu)成與非門電路。(課本P86圖2.6.1)二、BiCMOS門電路ABL0001101110002.6正負(fù)邏輯問題一、正負(fù)邏輯的規(guī)定如果令H=1,L=0--正邏輯體制如果令H=0,L=1--負(fù)邏輯體制例如與非門，在這兩種邏輯體制下的真值表為ABLLLHLHHHLHHHLABL001011101110ABL110100010001電平表示正(邏輯)與非門負(fù)(邏輯)或非門本書采用正邏輯二、正負(fù)邏輯的等效變換1、基本概念設(shè)Z=AB 兩邊同時(shí)取非2、變換原則（1）將門電路符號(hào)的輸入端加小圓圈，表示輸入取非。（2）將門電路符號(hào)的輸出端加小圓圈，表示輸出取非。若該處原來已有小圓圈，則根據(jù)非—非相消的原則，可把原有的小圓圈刪掉。（3）將與門符號(hào)變?yōu)榛蜷T符號(hào)或反之。

結(jié)論：一個(gè)門的輸出和所有輸入端同時(shí)取非，則正邏輯變?yōu)樨?fù)邏輯，這個(gè)門電路對(duì)正邏輯來說實(shí)現(xiàn)的是“與”邏輯，對(duì)負(fù)邏輯來說實(shí)現(xiàn)的是“或”邏輯，即正與門同負(fù)或門等效。電路是一樣的，只是描述的邏輯體制不同第二章結(jié)束3.9邏輯門電路使用中的幾個(gè)實(shí)際問題3.9.1、各種門電路之間的接口問題由于每種器件的電壓、電流參數(shù)不同，故需要接口電路。一般需要考慮：(1)驅(qū)動(dòng)器件必須能對(duì)負(fù)載器件提供灌電流最大值；(2)驅(qū)動(dòng)器件必須能對(duì)負(fù)載器件提供足夠大拉電流；(3)驅(qū)動(dòng)器件的輸出電壓必須處在負(fù)載器件所要求的輸入電壓范圍內(nèi)，包括高、低電壓值。------電壓兼容性問題。扇出數(shù)問題(4)其它，如：噪聲容限、輸入輸出電容、開關(guān)速度等。1、CMOS門驅(qū)動(dòng)TTL門只要電壓參數(shù)兼容，不需要另加接口，僅按電流大小計(jì)算扇出數(shù)即可。例3.9.1：74HC00與非門用來驅(qū)動(dòng)一個(gè)基本的TTL反相器和六個(gè)74LS門電路。驗(yàn)算此時(shí)CMOS門是否過載？解：(1)查技術(shù)參數(shù)手冊(cè)得基本TTL門電路：IIL=1.6mA六個(gè)74LS門的輸入電流：IIL=6