(2-1)第5章门电路和组合逻辑电路§5.1概述§5.2半导体二极管和三级管的开关作用§5.3基本逻辑门电路§5.4组合逻辑电路的分析与设计§5.5常用的组合逻辑电路§5.6组合逻辑电路中的竞争-冒险现象(2-2)§5.1概述用以实现基本逻辑运算或复合逻辑运算的单元电路,称为门电路。常用的门电路有:与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、同或门等等。(2-3)在电子电路中,用高、低电平分别表示逻辑1和0两种逻辑状态。正逻辑:高电平表示“1”,低电平表示“0”负逻辑:高电平表示“0”,低电平表示“1”在本书中,采用的是正逻辑。(2-4)获得高低电平的基本原理:ViVo+UCCRS输入信号输出信号开关S打开,Vo=+UCC,输出高电平;开关S闭合,Vo=0,输出低电平;在电子电路中,开关S是用半导体二极管或三极管实现的——二极管或三极管的开关作用。10输入信号Vi控制开关S的状态(2-5)§5.2半导体二极管和三极管的开关作用5.2.1半导体二极管的开关作用二极管的单向导电性,即外加正向电压时二极管导通,外加反向电压时二极管截止。——相当于一个受外加电压极性控制的开关。EDSRRII)(a)(bEiu(2-6)§5.2半导体二极管和三极管的开关特性5.2.1半导体二极管的开关作用二极管的单向导电性,即外加正向电压时二极管导通,外加反向电压时二极管截止。——相当于一个受外加电压极性控制的开关。DSRRIIEEiu(2-7)RBEBRCTIBIC+-UCE+UCCIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100AQCCCRUUCC1、放大状态发射结正偏,集电结反偏。BCβII5.2.2晶体管的开关作用(2-8)RBEBRCTIBIC+-UCE+UCCIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100AQCCCRUUCCQ1静态工作点Q上升,上升到Q1时,晶体管进入饱和状态。晶体管失去了电流放大作用。BCβII,IB2、饱和状态5.2.2半导体三极管的开关特性(2-9)RBEBRCTIBIC+-UCE+UCCIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100AQCCCRUUCCQ10.3VUUIIIICE(sat)CEC(sat)CCB2、饱和状态集电结正向偏置5.2.2半导体三极管的开关特性(2-10)RBEBRCTIBIC+-UCE+UCC饱和状态的特征:饱和条件、——βII1)C(sat)B向偏置;发射结和集电结都正、2)CCCCCE(sat)CCC(sat)RURUUI3)、CE(sat)4)U0、晶体管饱和状态的开关作用:当晶体管饱和时,UCE(sat)≈0,发射极与集电极之间如同一个开关接通,其间电阻很小。5.2.2半导体三极管的开关特性(2-11)RBEBRCTIBIC+-UCE+UCCIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100AQCCCRUUCCQ1。0U,可靠截止保证。为0I,0IBECB静态工作点Q下降,下降到Q2时,晶体管进入截止状态。,BI3、截止状态Q25.2.2半导体三极管的开关特性(2-12)RBEBRCTIBIC+-UCE+UCCIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100AQCCCRUUCCQ1Q2晶体管截止状态的开关作用:当晶体管截止时,IC≈0,发射极与集电极之间如同一个开关断开,其间电阻很大。5.2.2半导体三极管的开关特性(2-13)R1R2AF+uccuAtuFt+ucc0.3V三极管的开关特性:5.2.2半导体三极管的开关特性(2-14)总结:数字电路就是利用晶体管的开关作用进行工作的。晶体管时而从截止跃变到饱和,时而从饱和跃变到截止;不是工作在饱和状态,就是工作在截止状态,只是在饱和和截止两种工作状态转换的瞬间才经过放大状态。5.2.2半导体三极管的开关特性(2-15)§5.3基本逻辑门电路在电子电路中,逻辑门电路是由半导体二极管或三极管实现的,在逻辑门电路中,有分立元件电路,也有集成门电路。(2-16)二极管与门YDADBAB+12VABY000010100111BAY共有22个逻辑状态5.3.1分立元器件门电路1、二极管与门电路(2-17)二极管与门YDADBAB+12V1、二极管与门电路BAY共有22个逻辑状态A&BY“与”门图形符号(2-18)ABY000011101111二极管或门YD1D2AB-12VBAY共有22个逻辑状态2、二极管或门电路(2-19)二极管或门YD1D2AB-12VBAY共有22个逻辑状态A≥1BY“或”门图形符号2、二极管或门电路(2-20)R1R2AY+12V晶体管非门AY1001AY共有2个逻辑状态3、晶体管非门电路(2-21)AY共有2个逻辑状态A1Y“非...