逻辑门电路(2)VIP免费

第二章逻辑门电路Chapter2LogicGateCircuit本章主要内容第一节概述第二节半导体器件的开关特性第三节分立元件门电路第四节双极型集成门电路第五节MOS型门电路第六节使用数字集成电路的注意事项§2.1概述1、用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路通称为门电路。2、常用的门电路在逻辑功能上有：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等。3、在电子电路中，用高、低电平分别表示1、0两种二值逻辑状态，此为正逻辑，否则为负逻辑。如图2.1.1所示。4、获得高、低电平的基本原理如图2.1.2所示。图2.1.1正逻辑和负逻辑对元、器件参数精度和电源稳定度较模拟电路低一些。图2.1.2获得高、低电平的基本原理(a)S1S2输入信号输出信号VIVOVCC(b)缺陷？§2.2半导体器件的开关特性一、半导体二极管的开关特性：二、半导体三极管的开关特性：1、三极管的特点：图2.2.2双极型三极管的输出特性曲线模电和数电的区别？2、三极管开关电路分析：图2.2.3双极型三极管的动态开关特性三、MOS管的开关特性：1、MOS管的结构：图2.2.4MOS管的结构和符号2、MOS管的输入特性和输出特性：图2.2.5MOS管共源接法和输出特性曲线（a）共源接法（b）输出特性曲线恒流区截止区可变电阻区3、MOS管的基本开关电路：图2.2.6MOS管的基本开关电路4、MOS管的四种类型（列表）：§2.3分立元件门电路一、二极管与门二、二极管或门三、三极管非门（反相器）BV四、其它电路图2.3.4与非门电路思考：如何用分立元件画出与或非门、异或门和同或门的电路图？图2.3.5或非门电路§2.4.1集成电路概述•目前，数字电路中，集成电路已几乎取代了分立元件电路。•所谓集成电路，即把电路中的半导体器件、电阻、电容及连线等制作在一个半导体基片上，构成一个完整的电路，并封装在一个管壳内。•集成电路的优点：体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、功耗小、成本低、工作速度高。•通常把一个封装内含有等效逻辑门的个数或元器件的个数定义为集成度。§2.4双极型集成门电路图2.4.1集成电路图例•数字集成电路按集成度分可分为：小规模（SSI:SmallScaleIntegration）：1~10门/片或10~100个元件/片中规模（MSI:MediumScaleIntegration）：10~100门/片或100~1000个元件/片大规模（LSI:LargeScaleIntegration）：>100门/片或>1000个元件/片超大规模（VLSI:VeryLargeScaleIntegration）：>10万个元件/片•数字集成电路按输出结构分可分为：•数字集成电路按制造工艺不同可分为：双极型：*TTL——常用之一，速度较快，功率较大；*HTL——抗干扰强，速度低；*ECL——速度快，功耗大；*IIL——集成度很大，功耗最低，抗干扰差，速度低；MOS型：*CMOS——常用之一，低功耗，抗干扰能力强；*NMOS*PMOSBi-CMOS型：功率小，输出阻抗小。§2.4.2TTL集成门电路（一）TTL集成门电路的结构图2.4.2TTL集成门电路结构图1、输入级形式（一）1、输入级形式（二）2、中间级形式3、输出级形式（一）输出电阻很低；输出高低电平固定；驱动能力较弱。输出电平可变；驱动能力增强；可“线与”。3、输出级形式（二）达林顿结构；输出电阻减小，速度增快；静态功耗增加。一、TTL反相器（二）几种典型的TTL集成门电路AAAA二、TTL集成与非门ABABABAB悬空？三、其它逻辑功能的TTL门电路A+BABA+BA+B或非门1、几种复合门电路ABCDAB+CDAB+CDAB+CD与或非门A+BAB异或门A⊕B2、集电极开路（OC）与非门图2.4.6推拉式输出级并联的情况图2.4.7OC门输出并联的接法和逻辑图3、三态输出门使T4也截止，输出呈高阻态图2.4.8三态与非门的电路结构和逻辑符号（a）高电平有效三态门（b）低电平有效三态门使T4也截止，输出呈高阻态图2.4.9用三态输出门接成总线结构图2.4.10用三态输出门实现数据的双向传输§2.4.3ECL门电路一、ECL（EmitterCoupledLogic）门电路的基本单元：图2.4.11ECL门电路的基本单元（差动放大器）VVVVILIH6.18.0T1、T3均工作在非饱和状态二、四输入ECL或/或非门电路介绍：图2.4.12ECL或/或非门的电路及逻辑符号-1.3V三、ECL门电路的主要特点：优点：1）由于三极管导通时为非饱和状态，电路中电阻取值较小，逻辑电平摆幅小（0.8V），所以其...