数字逻辑电路(高教版)第2章VIP专享VIP免费

2.22.2半导体器件的开关特性半导体器件的开关特性2.22.2半导体器件的开关特性半导体器件的开关特性2.32.3分立元件构成的与、或、非门分立元件构成的与、或、非门2.32.3分立元件构成的与、或、非门分立元件构成的与、或、非门第2章门电路第2章门电路2.12.1概述概述2.12.1概述概述2.42.4TTLTTL集成门电路集成门电路2.42.4TTLTTL集成门电路集成门电路2.1概述门电路：实现基本运算、复合运算的单元电路，如与门、与非门、或门……门电路中以高门电路中以高//低电平表低电平表示逻辑状态的示逻辑状态的1/01/0获得高、低电平的基本原理高高//低电平都允许低电平都允许有一定的变化范围有一定的变化范围使用的实际开关为晶体二极管、三极管以及场效应管等电子器件。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除非特别说明，一律采用正逻辑。2.2半导体二极管和三极管的开关特性IS----二极管的反向饱和电流；k----玻尔兹曼常数1.381*10-23J/K；T----热力学温度；V----加到二极管两端的电压；q----电子电荷1.6*10-19C一、半导体二极管开关特性1、二极管伏安特性二极管等效电路2、二极管开关特性图2-3二极管的伏安特性曲线图2-2二极管开关电路图2-4二极管正向导通时的等效电路导通条件及特点条件：VD>0.7V特点：相当于0.7V电压降的闭合开关截止条件及特点条件：VD<0.7V特点：相当于完全断开的开关利用二极管的单向导电性，相当于一个受外加电压极性控制的开关。高频时要注意限幅电路vI=10sinωtVV2=V1=5V3、二极管的应用)V(fiCEC特性曲线①放大区：条件VCE>0.7V,iB>0,iC随iB成正比变化，ΔiC=βΔiB②饱和区：条件VCE<0.7V,iB>0,VCE很低，ΔiC随ΔiB增加变缓，“”趋于饱和③截止区：条件VBE=0V,iB=0,iC=0,c—e间“断开”二、半导体三极管开关特性图2-11NPN型硅三极管开关等效电路(a)截止时的理想等效电路(b)饱和时的近似等效电路(c)饱和时的理想等效电路3、双极型三极管的基本开关电路：只要参数合理：只要参数合理：VVII=V=VILIL时，时，TT截止，截止，VVOO=V=VOHOHVVII=V=VIHIH时，时，TT导通，导通，VVOO=V=VOLOL2.3最简单的与、或、非门电路一、二极管与门设VCC=5V加到A,B的VIH=3VVIL=0V二极管导通时VDF=0.7VABY0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7VABY000010100111规定3V以上为10.7V以下为0这种与门电路简单，但存在着严重的缺点1、输出电平都比输入电平高出0.7V——电平偏离，UCC（5V）0V会造成逻辑混乱。0.7V1.4V2.1VVD1VD2RVD1VD2RVD1VD2RVD1VD2RUCC（5V）RL=R3V3V3.7V2.5V2、当输出端对地接上负载电阻（常称为下拉负载）时，会使输出高电平降低，即带负载能力差，严重时会造成逻辑混乱。二、二极管或门设VCC=5V加到A,B的VIH=3VVIL=0V二极管导通时VDF=0.7VABY0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VABY000011101111规定2.3V以上为10V以下为0二极管构成的门电路的缺点电平有偏移带负载能力差只用于IC内部电路三、反相器（非门）0.3V2.4TTL集成门电路TTL（Transistor-Transistor-Logic）——输入输出都是由三极管来完成的逻辑电路。一、TTL非门的工作原理T1是输入级，T2是倒相级，T3、T4是输出级。D1起保护作用，D2起电平移位设所有的TTL电路工作电压都是5V。UCCR1R2R4T3D2T4R3D1T1T2uouIYA电路集成门电路的发展方向：高速、低功耗、高抗干扰能力、带负载能力强。UCCR1R2R4T3D2T4R3D1T1T2uouIYA由于T3工作在射极输出器状态，所以带拉电流负载能力较强。uI=UIL时uO=UOH3.6V0.3V设UIL=0.3V，UIH=3.6VuO=5–UBE3–UD2=3.6V。uI=UIH时UCCR1R2R4T3D2T4R3D1T1T2uouIYA输出和输入之间是反相关系，即:空载输出时约为0.3V3.6V1.4V1V0.7V0.3VAYuO=UOLuE1=3.6V，二、TTL与非门工作原理1.有一个输入端输入低电平ABY+5VT1T2D3T4T5R1R2R3R44k1.6k1301k0.3V1.0V3.6VT2，T5截止T4，D3导通2.1V3.6V3.6VT2饱和T5深度饱和0.7V1.0VD3，T4截止0.3V2.两个输入端都输入高电平ABY+5VT1T2D3T4T5R1R2R3R44k1.6k1301kBAY功能表真值表逻辑表达式输入有低，输出为高；输入有低，输出为高；输入全高，输出为低。输入全高，输出为低。74LS00的引脚排列图VCC3A3B3Y4A4B4Y1A1B...