2.1二極管的開關(guān)特性

2.4分立元件門電路

2.5TTL門電路

2.6MOS門電路

2.2三極管的開關(guān)特性第二章邏輯門電路

2.3場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)特性掌握：

與門、或門、與非門、或非門、與或、非門、異或門、同或門、集電極開路與非門、三態(tài)門、傳輸門的邏輯符號(hào)及邏輯功能；

TTL與非門和CMOS反相器，傳輸特性、輸入特性及輸出特性；

TTL與非門的典型參數(shù)（Vth,Voff,Von,Is、IIH、Roff、Ron)。理解:TTL與非門、CMOS反相器的工作原理。了解：分立元件門電路。教學(xué)基本要求獲得高、低電平的基本方法：利用半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通、截止（即開、關(guān)）兩種工作狀態(tài)。邏輯0和1：電子電路中用高、低電平來表示。邏輯門電路：用以實(shí)現(xiàn)基本和常用邏輯運(yùn)算的電子電路。簡(jiǎn)稱門電路?；竞统Ｓ瞄T電路有與門、或門、非門（反相器）、與非門、或非門、與或非門和異或門等。概述2.1二極管的開關(guān)特性二極管符號(hào)：正極負(fù)極+

uD

－Ui<0.5V時(shí)，二極管截止，iD=0。Ui>0.5V時(shí)，二極管導(dǎo)通。ui＝0V時(shí)，二極管截止，如同開關(guān)斷開。uo＝0Vui＝5V時(shí)，二極管導(dǎo)通，如同0.7V的電壓源，uo＝4.3V二極管的反向恢復(fù)時(shí)間限制了二極管的開關(guān)速度。2.2三極管的開關(guān)特性＋－RbRc+VCCbce＋－截止?fàn)顟B(tài)飽和狀態(tài)iB≥IBSui=UIL<0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3V＋－RbRc+VCCbce＋－＋＋－－0.7V0.3V飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)2.3場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)特性工作原理電路轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性曲線uiuiGDSRD+VDDGDSRD+VDDGDSRD+VDD截止?fàn)顟B(tài)ui<UTuo=+VDD導(dǎo)通狀態(tài)ui>UTuo≈0開啟電壓可變電阻區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)2.4分立元件門電路2.4.1二極管與門Y=AB2.4.2二極管或門Y=A+B2.4.3非門（三極管、場(chǎng)效應(yīng)管）①uA＝0V時(shí)，三極管截止，iB＝0。iC＝0，輸出電壓uY＝VCC＝5V②uA＝5V時(shí)，三極管導(dǎo)通?；鶚O電流為：iB＞IBS，三極管工作在飽和狀態(tài)。輸出電壓uY＝UCES＝0.3V。三極管臨界飽和時(shí)的基極電流：①當(dāng)uA＝0V時(shí)，uGS＝uA＝0V，小于開啟電壓UT，MOS管截止。輸出電壓為uY＝VDD＝10V。②當(dāng)uA＝10V時(shí)，uGS＝uA＝10V，大于開啟電壓UT，MOS管導(dǎo)通，且工作在可變電阻區(qū)，導(dǎo)通電阻很小，只有幾百歐姆。輸出電壓為uY≈0V。采用增強(qiáng)型更合適？2.5TTL門電路2.5.1TTL與非門的工作原理2.5.2TTL與非門的靜態(tài)特性2.5.3TTL門電路的改進(jìn)形式（略）2.5.4TTL門電路的其它類型

2.5.6TTL系列集成電路及主要參數(shù)2.5.5其它雙極型門電路(自學(xué))2.5.1TTL與非門的工作原理T1000系列與非門2.5.1TTL與非門的工作原理T2000系列與非門①輸入信號(hào)不全為1：如uA=0.3V，uB=3.6V，則T1為飽和狀態(tài)。3.6V0.3V1V則uB1=0.3+0.7=1V，T2、T5截止，T3、T4導(dǎo)通忽略iB3，輸出端的電位為：輸出Y為高電平uY≈5―0.7―0.7＝3.6V2.5.1TTL與非門的工作原理3.6V3.6V②輸入信號(hào)全為1：如uA=uB=3.6V,T1為倒置狀態(tài)。2.1V則uB1=2.1V，T2、T5導(dǎo)通，T3、T4截止輸出端的電位為：uY=UCES＝0.3V輸出Y為低電平2.當(dāng)輸入有一個(gè)或幾個(gè)低電平0.3V時(shí)：拉電流輸出

T2、

T5截止,T3、

T4導(dǎo)通,輸出電壓Vo=3.6V=VOH。

&ABY1.當(dāng)輸入全為高電平3.6V時(shí)：

T2、

T5飽和導(dǎo)通，輸出Vo=0.3V=VOL；漏電流輸出

TTL門電路各晶體管工作狀態(tài)

TTL門電路各晶體管工作狀態(tài)

T1T2T3D4T4輸出高電平(關(guān)態(tài))深飽和截止導(dǎo)通導(dǎo)通截止輸出低電平(開態(tài))倒置飽和截止截止飽和1.電壓傳輸特性2.5.2TTL與非門的靜態(tài)特性傳輸特性：TTL與非門電路的輸入電壓Ui和輸出電壓Uo之間的關(guān)系，Ui和Uo之間的關(guān)系可以通過實(shí)際測(cè)量得到。測(cè)量電路

2）重要參數(shù)（1）閾值電壓

VTH=1.4V

（2）關(guān)門電平VOFF

定義：Vo=VSH=2.4V時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平值：

VOFF=0.8V

（3）開門電平VON

定義：Vo=VSL=0.4V時(shí)

對(duì)應(yīng)的輸入電平值： VON=1.8V1.電壓傳輸特性1）特性曲線aｂ：截止區(qū)bc:線性區(qū)cd:飽和區(qū)de:轉(zhuǎn)折區(qū)輸出電平規(guī)范UOHUSH=2.4VUSL=0.4Vu0輸入電平規(guī)范UON0.8VuiUIH1.8VUOFFUIL噪聲容限低電平噪聲容限VNL=VOFFˉVSL；

高電平噪聲容限VNH=VSHˉVON。VNHVNL&&&&...噪聲容限低電平噪聲容限VNL=VOFFˉVSL；

高電平噪聲容限VNH=VSHˉVON。2.輸入特性II+vI-vOILvIII1.4V-1.6mA50uA輸入電壓VI＜VSL時(shí)，輸入短路電流:IIS1.6mA;輸入電壓VI>VSH時(shí)，輸入漏電流:IIH<50A.1)輸入伏安特性IiL5VVR３Keeb1ILU≈0.3V1112IiH5VVR3Keeb1IhU>2.4V1112輸入低電平電流，是Ui＝UIL時(shí)的輸入電流

輸入高電平電流，是Ui＝UIH時(shí)的輸入電流

IIH是b1e1結(jié)(PN結(jié))的反向漏電流一般為幾十uA

1)輸入伏安特性輸入端接一個(gè)電阻到地的情況分析

5VVR4KR1.6KR130R1KVVVLVABRUA12341234DI只要UA＜UOFF≈0.8V(相當(dāng)于R＜0.91KΩ)，UA還屬于低電平;當(dāng)UA增大到1.4V時(shí)(相當(dāng)于R＞2KΩ)，V2、V4導(dǎo)通，流過R1的電流同時(shí)被V2、V4的發(fā)射極通道分流。

UA＝2.1V－0.7V＝1.4V2.1V0.7V0.7V2)輸入負(fù)載特性關(guān)門電阻

開門電阻多余輸入端的處理

TTL門的輸入端懸空等效為高電平，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般不懸空，多余端接電源或并聯(lián)使用。&&R<700Ω(a)

在實(shí)際使用TTL門電路時(shí)，如果要求輸入接一個(gè)電阻到地，又要保證輸入可靠為0邏輯，則所接電阻R應(yīng)小于700Ω，若所接電阻R大于2KΩ，則輸入相當(dāng)于1邏輯。(b)

懸空相當(dāng)于接高電平，但是懸空容易接收干擾，因此對(duì)于TTL與非門的多余輸入端，或要求接1邏輯的輸入端均應(yīng)把輸入端接電源。把一個(gè)門的輸出信號(hào)送給下一級(jí)電路作輸入信號(hào)，中間接有電阻R時(shí)，其阻值不應(yīng)大于700Ω，否則信號(hào)不能可靠傳送。

3.輸出負(fù)載特性和扇出系數(shù)輸出負(fù)載特性是指輸出電壓和輸出電流的關(guān)系。扇出系數(shù)No是指門電路能驅(qū)動(dòng)同類門的個(gè)數(shù)，N0由輸出特性決定。

輸出低電平特性和扇出系數(shù)NL

IILIILIOL5VR5VRV5VVV34D1n7400系列TTL與非門

輸出低電平時(shí)：

每驅(qū)動(dòng)一個(gè)門，就有一個(gè)所驅(qū)動(dòng)門的輸入低電平電流IIL成為該門輸出低電平輸出電流IOL的一部分，要保證輸出門在驅(qū)動(dòng)后級(jí)門時(shí)的輸出保持低電平狀態(tài)，流進(jìn)輸出門的低電平輸出電流IOL是有限度的。

例：7400系列IOLmax＝16mA，IIL＝1mA=16由于一個(gè)門驅(qū)動(dòng)后級(jí)門邏輯電路的連接形式，象一把紙扇的骨架，所以稱NL為扇出系數(shù)。輸出高電平特性和扇出系數(shù)NHR5VRVVV34D1nIIH1IOHmaxIIHn7400系列IOH＝0.4mA，IIH＝40μA，m=2,則

不同系列的N是不同的，在使用時(shí)可查閱有關(guān)手冊(cè)。

扇出系數(shù)N=min{NL、NH}輸出負(fù)載特性3）帶負(fù)載能力扇出系數(shù)：表示一個(gè)與非門所能驅(qū)動(dòng)同類門的最大個(gè)數(shù)。NO=min{NL、NH}

1）輸入高電平時(shí)的輸出特性0.42）輸入低電平時(shí)的輸出特性VOH（V）iL（mA)510152003.6123

4.動(dòng)態(tài)特性輸入輸出trtftpd

=(tr+tf)/22）動(dòng)態(tài)尖峰電流：門從導(dǎo)通到截止過程中出現(xiàn)的瞬態(tài)電流。應(yīng)采取措施來避免其影響。

1）平均傳輸延遲時(shí)間tpd

：輸出滯后輸入信號(hào)的時(shí)間。

T2000系列與非門與Ｔ1000比較為了提高電路的開關(guān)速度，減小延遲時(shí)間，在電路結(jié)構(gòu)上采取兩個(gè)改進(jìn)措施。一是在輸出級(jí)采用了達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，T3,T4復(fù)合管取代了原來的T3,D4；二是將所有電阻的阻值普通降低了將近一倍。采用達(dá)林頓結(jié)構(gòu)進(jìn)一步減小了電路的輸出電阻，從而提高了帶拉電流負(fù)載的能力，加速對(duì)負(fù)載電容的充電速度。所以電阻值的減小，大大提高了三極管的開關(guān)速度。因此，T2000系列與非門的平均延遲時(shí)間約為T1000系列與非門的1/2，達(dá)6ns左右。減小電阻值的不利影響是增加了電路的靜態(tài)功耗。T2000系列門電路的電源平均電流約為T1000系列門的電路的兩倍。可見T2000系列工作速度的提高是用增加功耗的代價(jià)換取的。性能較好的理想門電路應(yīng)該是工作速度快、功耗小。因此，通常用功耗和傳輸延遲時(shí)間的乘積(簡(jiǎn)稱功耗延遲積或pd積)來評(píng)價(jià)門電路的性能優(yōu)劣。T1000系列和T2000系列的pd積差不多少。

2.5.3TTL門電路的改進(jìn)形式（自學(xué)）T3000系列(CT54S／74S系列)T1000系列和T2000系列都屬于飽和型的邏輯門，即電路中的幾只晶體管在導(dǎo)通時(shí)幾乎都處于飽和狀態(tài)。三極管工作在深度飽和是產(chǎn)生延遲時(shí)間的主要原因。倘若能使三極管避免進(jìn)入飽和狀態(tài)，那么延遲時(shí)間將能大幅度減小。T3000系列采用了抗飽和電路，從而提高了工作速度。又稱肖特基TTL門，其平均延遲時(shí)間大約3ns，靜態(tài)平均功耗約為19mW，它的pd積較T1000及T2000系列有了改善。

T4000系列(CT54LS/74LS系列)T4000系列又稱低功耗肖特基系列。各電阻的阻值較大，因而功耗較低，約為2mW。低功耗肖特基TTL門的傳輸延時(shí)約9ns，功耗為2mW，pd積較小為18pJ(皮焦)，低功耗肖特基TTL電路是目前應(yīng)用較廣泛的一種電路。

TTL門電路中，有與門、或門、與或非門、異或門、集電極開路與非門、三態(tài)門等。

各門電路雖然功能不同，但輸入、輸出電路結(jié)構(gòu)與與非門相同，所以TTL與非門的電氣特性同樣適用于這些門電路。2.5.4TTL門電路的其它類型

Y=A+B1.或非門

一般的與非門不能實(shí)現(xiàn)線與（輸出端直接相連實(shí)現(xiàn)與）

2.集電極開路與非門（OC－opencollector）一般與非門線與的危害&ABF新邏輯符號(hào)用OC門實(shí)現(xiàn)“線與”功能UCC&F1FF=F1F2F3RLABCDEF&F1&F1F1=ABF2=CDF3=EFF=ABCDEF上拉電阻RL的計(jì)算

RLmin

<RL<RLmax

OC門均為高電平輸出設(shè)n為OC門并聯(lián)個(gè)數(shù)；m為負(fù)載門的總輸入端數(shù)；RLmin

，

RLmax分別為最小和最大上拉電阻：OC門一個(gè)導(dǎo)通，其余截止1

1)電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)

3.三態(tài)TTL門集電極開路與非門可以線與，但限制了開關(guān)速度的提高；帶負(fù)載能力下降。三態(tài)非門1①E＝0時(shí)，二極管D導(dǎo)通，T2基極和T3基極均被鉗制在低電平，因而T2～T5均截止，輸出端開路，電路處于高阻狀態(tài)。結(jié)論：電路的輸出有高阻態(tài)、高電平和低電平3種狀態(tài)。②E＝1時(shí)，二極管D截止，TSL門的輸出狀態(tài)取決于輸入信號(hào)A的狀態(tài)，電路輸出與輸入的邏輯關(guān)系和一般反相器相同，即：Y=A，A＝0時(shí)Y＝1，為高電平；A＝1時(shí)Y＝0，為低電平。2)工作原理E=0，輸出為高阻態(tài)（EN稱為使能端）E=1，輸出EN控制為高電平有效圖(b)X=0,Y=ABX=1,輸出為高阻態(tài)。圖(a)X=0,Y=ABX=1,輸出為高阻態(tài);三態(tài)與非門（低電平有效控制）舊符號(hào)

2.5.5其它雙極型門電路(自學(xué))注意： 幾個(gè)三態(tài)門輸出并聯(lián)時(shí)，必須保證同一時(shí)間只有一個(gè)三態(tài)門導(dǎo)通。圖示電路正常工作的條件：

X1X2=0三態(tài)與非門（高電平有效控制）舊符號(hào)3)應(yīng)用同一母線上傳遞幾個(gè)不同的信號(hào)。③構(gòu)成數(shù)據(jù)總線：令各門的控制端輪流處于低電平，即任何時(shí)刻只讓一個(gè)TSL門處于工作狀態(tài)，而其余TSL門均處于高阻狀態(tài)，這樣總線就會(huì)輪流接受各TSL門的輸出。②信號(hào)雙向傳輸：E=0時(shí)信號(hào)向右傳送，B=A；E=1時(shí)信號(hào)向左傳送，A=B。①多路開關(guān)：E=0時(shí)，門G1使能，G2禁止，Y=A；E=1時(shí)，門G2使能，G1禁止，Y=B。三態(tài)非門（低電平有效控制）2.5.6TTL系列集成電路及主要參數(shù)1.TTL系列集成電路①74：標(biāo)準(zhǔn)系列，前面介紹的TTL門電路都屬于74系列，其典型電路與非門的平均傳輸時(shí)間tpd＝10ns，平均功耗P＝10mW。②74H：高速系列，是在74系列基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的，其典型電路與非門的平均傳輸時(shí)間tpd＝6ns，平均功耗P＝22mW。③74S：肖特基系列，是在74H系列基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的，其典型電路與非門的平均傳輸時(shí)間tpd＝3ns，平均功耗P＝19mW。④74LS：低功耗肖特基系列，是在74S系列基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的，其典型電路與非門的平均傳輸時(shí)間tpd＝9ns，平均功耗P＝2mW。74LS系列產(chǎn)品具有極佳的綜合性能，是TTL集成電路的主流，是應(yīng)用最廣的系列。1）與非門2.常見集成門電路74LS00：4個(gè)2輸入與非門；74LS20：2個(gè)4輸入與非門①A=0時(shí)，T2、T5截止，T3、T4導(dǎo)通，Y=1。②A=1時(shí)，T2、T5導(dǎo)通，T3、T4截止，Y=0。2）

非門①A、B中只要有一個(gè)為1，如A＝1，iB1經(jīng)過T1集電結(jié)流入T2基極，使T2、T5飽和導(dǎo)通，輸出低電平，Y＝0。②A＝B＝0時(shí)，iB1、i'B1均分別流入T1、T'1發(fā)射極，使T2、T'2、T5均截止，T3、T4導(dǎo)通，輸出高電平，Y＝1。3）

或非門①A和B都為高電平（T2導(dǎo)通）,或C和D都為高電平（T’2導(dǎo)通）時(shí)，T5飽和導(dǎo)通、T4截止，輸出Y=0。②A和B不全為高電平,并且C和D也不全為高電平（T2和T’2同時(shí)截止）時(shí)，T5截止、T4飽和導(dǎo)通，輸出Y=1。4）

與或非門與門Y=AB=AB或門Y=A+B=A+B異或門門電路之間的轉(zhuǎn)換3.TTL與非門的主要參數(shù)（1）輸出高電平UOH：TTL與非門的一個(gè)或幾個(gè)輸入為低電平時(shí)的輸出電平。產(chǎn)品規(guī)范值UOH≥2.4V，標(biāo)準(zhǔn)高電平USH＝2.4V。（2）高電平輸出電流IOH：輸出為高電平時(shí)，提供給外接負(fù)載的最大輸出電流，超過此值會(huì)使輸出高電平下降。IOH表示電路的拉電流負(fù)載能力。（3）輸出低電平UOL：TTL與非門的輸入全為高電平時(shí)的輸出電平。產(chǎn)品規(guī)范值UOL≤0.4V，標(biāo)準(zhǔn)低電平USL＝0.4V。（4）低電平輸出電流IOL：輸出為低電平時(shí)，外接負(fù)載的最大輸出電流，超過此值會(huì)使輸出低電平上升。IOL表示電路的灌電流負(fù)載能力。（5）扇出系數(shù)NO：指一個(gè)門電路能帶同類門的最大數(shù)目，它表示門電路的帶負(fù)載能力。一般TTL門電路NO≥8，功率驅(qū)動(dòng)門的NO可達(dá)25。（6）最大工作頻率fmax：超過此頻率，電路就不能正常工作。（7）輸入開門電平UON：是在額定負(fù)載下使與非門的輸出電平達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)低電平USL的輸入電平。它表示使與非門開通的最小輸入電平。一般TTL門電路的UON≈1.8V。（8）輸入關(guān)門電平UOFF：額定負(fù)載下使與非門的輸出電平達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)高電平USH的輸入電平。它表示使與非門關(guān)斷所需的最大輸入電平。一般TTL門電路的UOFF≈0.8V。（9）高電平輸入電流IIH：輸入為高電平時(shí)的輸入電流，也即當(dāng)前級(jí)輸出為高電平時(shí)，本級(jí)輸入電路造成的前級(jí)拉電流。（10）低電平輸入電流IIL：輸入為低電平時(shí)的輸出電流，也即當(dāng)前級(jí)輸出為低電平時(shí)，本級(jí)輸入電路造成的前級(jí)灌電流。（11）平均傳輸時(shí)間tpd：信號(hào)通過與非門時(shí)所需的平均延遲時(shí)間。在工作頻率較高的數(shù)字電路中，信號(hào)經(jīng)過多級(jí)傳輸后造成的時(shí)間延遲，會(huì)影響電路的邏輯功能。（12）空載功耗：與非門空載時(shí)電源總電流ICC與電源電壓VCC的乘積。2.TTL與非門的主要參數(shù)

2.6MOS門電路

2.6.1NMOS門電路

2.6.2CMOS反相器

2.6.3CMOS門電路

2.6.4CMOS數(shù)字電路的特點(diǎn)輸出低電平1．NMOS非門2.6.1NMOS門電路邏輯關(guān)系：（設(shè)兩管的開啟電壓為VT1=VT2=4V，且gm1＞＞gm2）（1）當(dāng)輸入Vi為高電平8V時(shí)，T1導(dǎo)通，T2也導(dǎo)通。因?yàn)間m1＞＞gm2，所以兩管的導(dǎo)通電阻RDS1＜＜RDS2，輸出電壓為：

簡(jiǎn)化電路（2）當(dāng)輸入Vi為低電平0V時(shí)，2．NMOS與門電路

T1截止，T2導(dǎo)通。

VO=VDD-VT=8V=VOH

，即輸出為高電平。電路實(shí)現(xiàn)非邏輯。0101BLA0011輸入1110輸出

與非真值表3．NMOS或非門電路0101BLA0011輸入1000輸出

或非真值表2.6.2CMOS反相器(非門)（1）uA＝0V時(shí)，TN截止，TP導(dǎo)通。輸出電壓uY＝VDD＝10V。（2）uA＝10V時(shí)，TN導(dǎo)通，TP截止。輸出電壓uY＝0V。1.工作原理采用增強(qiáng)型更合適？C:互補(bǔ)complementary由N溝道MOSFET和P溝道MOSFET互補(bǔ)而成。（1）當(dāng)Vi＜2V，TN截止，TP導(dǎo)通，Vo≈VDD=10V。

2．電壓傳輸特性：CMOS門電路的閾值電壓Vth=VDD/2（設(shè):VDD=10V，VTN=|VTP|=2V）（2）當(dāng)2V＜Vi＜5V，TN工作在飽和區(qū)，TP工作在可變電阻區(qū)。

（3）當(dāng)Vi=5V，兩管都工作在飽和區(qū)，

Vo=（VDD/2）=5V。（4）當(dāng)5V＜Vi＜8V，

TP工作在飽和區(qū)，

TN工作在可變電阻區(qū)。（5）當(dāng)Vi＞8V，TP截止，

TN導(dǎo)通，Vo=0V。

3．工作速度由于CMOS非門電路工作時(shí)總有一個(gè)管子導(dǎo)通，所以當(dāng)帶電容負(fù)載時(shí)，給電容充電和放電都比較快。CMOS非門的平均傳輸延遲時(shí)間約為10ns。1.與非門①A、B當(dāng)中有一個(gè)或全為低電平時(shí)，TN1、TN2中有一個(gè)或全部截止，TP1、TP2中有一個(gè)或全部導(dǎo)通，輸出Y為高電平。②只有當(dāng)輸入A、B全為高電平時(shí)，TN1和TN2才會(huì)都導(dǎo)通，TP1和TP2才會(huì)都截止，輸出Y才會(huì)為低電平。2.6.3CMOS門電路2.或非門①只要輸入A、B當(dāng)中有一個(gè)或全為高電平，TP1、TP2中有一個(gè)或全部截止，TN1、TN2中有一個(gè)或全部導(dǎo)通，輸出Y為低電平。②只有當(dāng)A、B全為低電平時(shí)，TP1和TP2才會(huì)都導(dǎo)通，TN1和TN2才會(huì)都截止，輸出Y才會(huì)為高電平。簡(jiǎn)化電路－－－與非門、或非門與門Y=AB=AB或門Y=A+B=A+B與或非門3.傳輸門②C＝1、，即C端為高電平（＋VDD）、端為低電平（0V）時(shí)，TN和TP都具備了導(dǎo)通條件，輸入和輸出之間相當(dāng)于開關(guān)接通一樣，uo＝ui。①C＝0、，即C端為低電平（0V）、端為高電平（＋VDD）時(shí)，TN和TP都不具備開啟條件而截止，輸入和輸出之間相當(dāng)于開關(guān)斷開一樣。4.異或門VDDB=0，均截止，傳輸門導(dǎo)通，綜合上述兩種情況有：B=1，TG截止，

構(gòu)成CMOS反相器。舊符號(hào)5.OD門6.TSL門①E=1時(shí)，TP2、TN2均截止，Y與地和電源都斷開了，輸出端呈現(xiàn)為高阻態(tài)。②E=0時(shí)，TP2、TN2均導(dǎo)通，TP1、TN1構(gòu)成反相器。電路的輸出有高阻態(tài)、高電平和低電平3種狀態(tài)，是一種三態(tài)門。

,傳輸門截止輸出為高阻態(tài)；

傳輸門導(dǎo)通此為低電平有效的三態(tài)門。2.6.4CMOS數(shù)字電路的參數(shù)及特點(diǎn)（1）通常，CMOS電路的工作速度比TTL電路的略低。（2）CMOS帶負(fù)載能力比TTL電路強(qiáng)。（3）CMOS電路的電源電壓允許范圍較大，約在3～18V，抗干擾能力比TTL電路強(qiáng)。（4）CMOS電路的功耗比TTL電路小得多。門電路的功耗只有幾個(gè)μW，中規(guī)模集成電路的功耗也不會(huì)超過100μW。（5）CMOS集成電路的集成度比TTL電路高。（6）CMOS電路適合于特殊環(huán)境下工作。（7）CMOS電路容易受靜電感應(yīng)而擊穿，在使用和存放時(shí)應(yīng)注意靜電屏蔽，焊接時(shí)電烙鐵應(yīng)接地良好，尤其是CMOS電路多余不用的輸入端不能懸空，應(yīng)根據(jù)需要接地或接高電平。1.特點(diǎn)1)CMOS邏輯門電路的系列基本的CMOS——4000系列。高速的CMOS——HC系列。與TTL兼容的高速CMOS——HCT系列。2)CMOS邏輯門電路主要參數(shù)的特點(diǎn)VOH（min）=0.9VDD；VOL（max）=0.01VDD。所以CMOS門電路的邏輯擺幅（即高低電平之差）較大。閾值電壓Vth約為VDD/2。CMOS非門的關(guān)門電平VOFF為0.45VDD，開門電平VON為0.55VDD。因此，其高、低電平噪聲容限均達(dá)0.45VDD。CMOS電路的功耗很小，一般小于1mW/門；因CMOS電路有極高的輸入阻抗，故其扇出系數(shù)很大，可達(dá)50。2.CMOS邏輯門電路的系列及主要參數(shù)3.使用集成電路時(shí)的注意事項(xiàng)（1）對(duì)于各種集成電路，使用時(shí)一定要在推薦的工作條件范圍內(nèi)，否則將導(dǎo)致性能下降或損壞器件。（2）數(shù)字集成電路中多余的輸入端在不改變邏輯關(guān)系的前提下可以并聯(lián)起來使用，也可根據(jù)邏輯關(guān)系的要求接地或接高電平。TTL電路多余的輸入端懸空表示輸入為高電平；CMOS電路多余的輸入端不允許懸空，否則電路將不能正常工作。（3）TTL電路和CMOS電路之間一般不能直接連接，而需利用接口電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換或電流變換才可進(jìn)行連接，使前級(jí)器件的輸出電平及電流滿足后級(jí)器件對(duì)輸入電平及電流的要求，并不得對(duì)器件造成損害。TTL輸入電平規(guī)范UON0.8VuiUIH1.8VUOFFUIL補(bǔ)充：TTL與CMOS對(duì)比CMOS輸入電平規(guī)范uiUIHUILUDD０TTL輸出電平規(guī)范UOH2.4V0.4Vu0CMOS輸出電平規(guī)范UOHUDD0Vu0補(bǔ)充：TTL與CMOS對(duì)比一、TTL與CMOS器件之間的接口問題

兩種不同類型的集成電路相互連接，驅(qū)動(dòng)門必須要為負(fù)載門提供符合要求的高低電平和足夠的輸入電流，即要滿足下列條件：

驅(qū)動(dòng)門的VOH（min）≥負(fù)載門的VIH（min）驅(qū)動(dòng)門的VOL（max）≤負(fù)載門的VIL（max）驅(qū)動(dòng)門的IOH（max）≥負(fù)載門的IIH（總）驅(qū)動(dòng)門的IOL（max）≥負(fù)載門的IIL（總）補(bǔ)充：集成邏輯門電路的應(yīng)用

（b）用TTL門電路驅(qū)動(dòng)5V低電流繼電器，其中二極管D作保護(hù)，用以防止過電壓。二、TTL和CMOS電路帶負(fù)載時(shí)的接口問題1．對(duì)于電流較小、電平能夠匹配的負(fù)載可以直接驅(qū)動(dòng)。（a）用TTL門電路驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED，這時(shí)只要在電路中串接一個(gè)約幾百W的限流電阻即可。2．帶大電流負(fù)載（a）可將同一芯片上的多個(gè)門并聯(lián)作為驅(qū)動(dòng)器。（b）也可在門電路輸出端接三極管，以提高負(fù)載能力。（2）對(duì)于或非門及或門，多余輸入端應(yīng)接低電平，比如直接接地；也可以與有用的輸入端并聯(lián)使用。三、多余輸入端的處理

（1）對(duì)于與非門及與門，多余輸入端應(yīng)接高電平。如直接接電源正端，在前級(jí)驅(qū)動(dòng)能力允許時(shí)，也可以與有用的輸入端并聯(lián)使用。3．一端消去或加上小圓圈，同時(shí)將相應(yīng)變量取反，其邏輯關(guān)系不變。2．任一條線一端上的小圓圈移到另一端，其邏輯關(guān)系不變?；旌线壿嬛羞壿嫹?hào)的變換1．邏輯圖中任一條線的兩端同時(shí)加上或消去小圓圈，其邏輯關(guān)系不變。小結(jié)1．最簡(jiǎn)單的門電路是二極管與門、或門和三極管非門。它們是集成邏輯門電路的基礎(chǔ)。

2.數(shù)字集成電路主要有兩大類：1)TTL集成電路,由NPN型三極管組成；2)MOS集成電路，由MOSFET構(gòu)成。

3．TTL門電路的輸入級(jí)采用多發(fā)射極三極管、輸出級(jí)采用達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，這不僅提高了門電路的開關(guān)速度，也使電路有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力。在TTL系列中含有實(shí)現(xiàn)各種基本邏輯功能的門電路，還有集電極開路門和三態(tài)門。

4．MOS集成電路常見為CMOS門電路。與TTL門電路相比，它的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，扇出系數(shù)大，噪聲容限大，開關(guān)速度與TTL接近，已成為數(shù)字集成電路的發(fā)展方向。

5．為了更好地使用數(shù)字集成芯片，應(yīng)熟悉TTL和CMOS各個(gè)系列產(chǎn)品的外部電氣特性及主要參數(shù)，還應(yīng)能正確處理多余輸入端，能正確解決不同類型電路間的接口問題及抗干擾問題。國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路型號(hào)命名方法(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3430-82)

第0部分第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示器件符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)用字母表示器件的類型用阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件的系列和品種代號(hào)用字母表示器件的工作溫度范圍用字母表示器件的封裝符號(hào)及意義符號(hào)及意義符號(hào)及意義符號(hào)及意義符號(hào)及意義C中國(guó)制造T:TTLH:HTLE:ECLC:CMOSF:線性放大器D:音響、視頻電路W:穩(wěn)壓器J:接口電路B:非線性電路M:存儲(chǔ)器U:微型機(jī)電路

C：0~70℃E：-40~35℃R：-55~35℃M：-55~125℃W陶瓷扁平B塑料扁平F全密封扁平D陶瓷直插P塑料直插J黑陶瓷直插K金屬菱形T金屬圓形示例:(1)肖特基TTL雙4輸入與非門(2)CMOS8選一數(shù)據(jù)選擇器(3)通用型運(yùn)算放大器國(guó)產(chǎn)TTL產(chǎn)品系列及國(guó)外TTL電路型號(hào)含義1．國(guó)產(chǎn)TTL產(chǎn)品系列TTL集成電路是數(shù)字集成電路中的主要品種之一，產(chǎn)量和應(yīng)用面均名列前茅。目前國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠大都參照美國(guó)Texas(德克薩斯)公司生產(chǎn)的SN54/74系列產(chǎn)品作為TTL電路的通用系列品種。SN54/74系列各品種的主要特性如附表V-1所示。(1)T000系列這是參考Texas的SN74系列標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。其中有些品種(如與或非門、JK觸發(fā)器及十進(jìn)制計(jì)數(shù)器等)的引腳排列與SN74系列不一致，因此二者不能完全互換。該產(chǎn)品由于工藝關(guān)系，通用性較差，目前已不再發(fā)展。(2)T1000系列T1000系列是中速TTL系列，也稱STD-TTL（標(biāo)準(zhǔn)TTL）系列。該系列品種的電路結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)及引腳排列等都是仿照SN54/74系列的，因此可以和SN54/74相應(yīng)集成電路直接互換使用。例如8輸入端單與非門T1030與SN7430相，兩者可互換。T-1000系列產(chǎn)品的tpd為10ns左右,噪聲容限不高,一般適用與對(duì)速度和抗干擾要求不高的電子設(shè)備中。附表V-1SN54/74系列各品種主要特性參數(shù)參數(shù)名稱SN74SN74SSN74HSN74LS電源電壓(V)5555邏輯”1”輸入/輸出電壓(V)2/2.42/2.72/2.42/2.7