第20章 门电路和组合逻辑电路(上)VIP免费

第20章门电路和组合逻辑电路数字信号和模拟信号电子电路中的信号模拟信号从时间上或大小上看都是连续变化的信号数字信号从时间和幅度上看其变化都是离散的§20.1数字电路概述模拟信号：tu正弦波信号tu矩形波信号数字信号：在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。研究模拟信号时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相应的电子电路就是模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式及波形图表示。在数字电路中，三极管工作在开关状态，即工作在饱和和截止状态。§20.2脉冲信号一.脉冲信号的主要参数脉冲幅度A脉冲信号变化的最大值脉冲前沿tr从0.1A上升到0.9A所需的时间脉冲后沿tf从0.9A下降到0.1A所需的时间脉冲宽度tp从前沿0.5A到后沿0.5A所需的时间脉冲周期T相邻脉冲重复出现的时间间隔脉冲频率f单位时间的脉冲数，f=1/T6二.正、负脉冲0.1A0.9A0.5A周期T正脉冲00+3V-3V负脉冲00+3V-3VA幅度tr前沿tp脉宽tf后沿三、晶体管的开关作用IC(mA)1234UCE(V)36912IB=040A80A120A160AQ1QQ2放大区饱和区截止区RB+UCCRCEBUCEICIBUBE工作状态放大状态饱和状态截止状态偏置情况发射结正偏集电结反偏发射结正偏集电结正偏发射结反偏集电结反偏主要特征BCIICCCCCERIUUCCCCSCRUII0UUCESCE0IICEOCCCCEUUC、E之间等效电路受控的恒流源相当于开关接通相当于开关断开§20.3基本门电路极其组合&ABCF一、二极管“与”门电路FAB+UCCCAFBC00001000010011000010101001101111F=A•B•C真值表有0出0，全1出1ABCF1111有0出0波形图二、二极管“或”门电路FAB-12VC1ABCFF=A+B+CAFBC00001001010111010011101101111111真值表有1出1，全0出0ABCF0000有1出1波形图箝位二极管FRCDRKA+12V+3VRB-12VAF真值表0VT截止3V“1”“0”AF1AF01三、三极管“非”门三、三极管“非”门箝位二极管FRCDRKA+12V+3VRB-12VAF真值表3VT饱和0V“1”“0”0出1，1出0AF1AFAF0110波形图四、分立元件与非门FRCDRK+12V+3VRB-12VKAB+UCCC与门非门CBAFCBAK与非门1、体积大、工作不可靠。2、需要不同电源。3、各种门的输入、输出电平不匹配。§20.4TTL集成门电路一、TTL“与非”门与分立元件电路相比，集成电路具有体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、输出电平匹配，所以早已广泛采用。根据电路内部的结构，可分为DTL、TTL、HTL、MOS管集成门电路。“与非”门是应用最普遍的集成门电路，以下介绍TTL“与非”门电路。+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC1、TTL“与非”门的电路组成CBAF5个晶体管5个电阻输入级中间级输出级“与非”逻辑功能+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC1）输入端有“0”时（1个或几个）“0”1V不足以让T2、T5导通三个PN结导通需2.1V0.3V2、工作原理+5VFR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC“0”1Vuo0.3VVF=5-UR2-Ube3-Ube43.6V高电平“1”！“1”拉电流有“0”出“1”1）输入端有“0”时（1个或几个）+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC2）输入全为“1”时（3.6V或悬空）全导通电位被箝在2.1V全反偏VB31V截止“1”3.6V+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC全反偏“1”饱和ABCF3.6V0.3V“0”灌电流全“1”出“0”2）输入全为“1”时（3.6V或悬空）+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5ABCABCF与非门开启与非门关闭VF=0.3VVF=3.6V“0”“1”输出&ABCF1413121110981234567&&&&74LS00（2输入4门）管脚图UCCGND一片集成电路内的逻辑门互相独立，可以单独使用，但共用一根电源引线和一根地线。二、电压传输特性和主要参数测试电路&+5Vuiu01、电压传输特性与非门输出电压与输入电压之间的关系曲线，称为电压传输特性。u0(V)ui(V)123UOH(3.6V)UOL(0.3V)电压传输特性u0(V)ui(V)123UOH“1”UOL“0”阈值UT=1.4V理想的传输特性输出高电平输出低电平1）输出高电平UOH规定下限值UOH2.4V典型值UOH=3.6V2、主要参数u0(V)ui(V)123UOH(3.6V)(0.3V)输出高电平输出低电平2）输出低电平UOL规定上限值UOL0.4V典型值UOL0.3V3）开门电平UON...