數(shù)電學(xué)習(xí)第2章

1、第第2 2章章 邏輯門(mén)電路邏輯門(mén)電路 門(mén)電路是用以實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路，與我們門(mén)電路是用以實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路，與我們所講過(guò)的基本邏輯關(guān)系相對(duì)應(yīng)，門(mén)電路主要有：所講過(guò)的基本邏輯關(guān)系相對(duì)應(yīng)，門(mén)電路主要有：與門(mén)與門(mén)、或門(mén)或門(mén)、與非門(mén)與非門(mén)、或非門(mén)或非門(mén)、異或門(mén)異或門(mén)等。等。在數(shù)字電路中，一般用高電平代表在數(shù)字電路中，一般用高電平代表1 1、低電平代表、低電平代表0 0，即所謂的即所謂的正邏輯系統(tǒng)正邏輯系統(tǒng)。100VVcc只要能判斷高只要能判斷高低電平即可低電平即可正邏輯正邏輯+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABCCBAF 2 21 1 二極管的開(kāi)關(guān)特性二極管的開(kāi)關(guān)特

2、性 第第2 2章章 邏輯門(mén)電路邏輯門(mén)電路 數(shù)字集成電路絕大多數(shù)都是由雙極型二極管、三數(shù)字集成電路絕大多數(shù)都是由雙極型二極管、三極管或單極型場(chǎng)效應(yīng)管組成。這些晶體管大部分工作在極管或單極型場(chǎng)效應(yīng)管組成。這些晶體管大部分工作在導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的“接通接通”和和“斷開(kāi)斷開(kāi)” 。2 21 11 1 晶體二極管的開(kāi)關(guān)特性晶體二極管的開(kāi)關(guān)特性 靜態(tài)開(kāi)關(guān)特性靜態(tài)開(kāi)關(guān)特性 ：什么條件下導(dǎo)通，什么條：什么條件下導(dǎo)通，什么條件下截止件下截止 動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性 ：導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)之間導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換過(guò)程的特性轉(zhuǎn)換過(guò)程的特性 2 21 1 雙極型晶體管的開(kāi)關(guān)特

3、性及簡(jiǎn)單門(mén)雙極型晶體管的開(kāi)關(guān)特性及簡(jiǎn)單門(mén) 2 21 11 1 晶體二極管的開(kāi)關(guān)特性晶體二極管的開(kāi)關(guān)特性 1 1、晶體二極管靜態(tài)開(kāi)關(guān)特性、晶體二極管靜態(tài)開(kāi)關(guān)特性 （1 1）二極管正向?qū)〞r(shí)的特點(diǎn)及導(dǎo)通條件）二極管正向?qū)〞r(shí)的特點(diǎn)及導(dǎo)通條件 V VONON ：門(mén)檻電壓或稱(chēng)閾值電壓、開(kāi)啟電壓門(mén)檻電壓或稱(chēng)閾值電壓、開(kāi)啟電壓 V VD D ：導(dǎo)導(dǎo)通壓降通壓降 VD =0.7V 視為硅二極管導(dǎo)通的條件視為硅二極管導(dǎo)通的條件二極管正向?qū)〞r(shí)的等效電路二極管正向?qū)〞r(shí)的等效電路 2 21 1 雙極型晶體管的開(kāi)關(guān)特性及簡(jiǎn)單門(mén)雙極型晶體管的開(kāi)關(guān)特性及簡(jiǎn)單門(mén) 2 21 11 1 晶體二極管的開(kāi)關(guān)特性晶體二極管的開(kāi)關(guān)

4、特性 1 1、晶體二極管靜態(tài)開(kāi)關(guān)特性、晶體二極管靜態(tài)開(kāi)關(guān)特性 （1 1）二極管正向?qū)〞r(shí)的特點(diǎn)及導(dǎo)通條件）二極管正向?qū)〞r(shí)的特點(diǎn)及導(dǎo)通條件 （2 2）二極管反向截止時(shí)的特點(diǎn)及截止條件）二極管反向截止時(shí)的特點(diǎn)及截止條件 A. 截止條件：截止條件：v vD D V VONON B. 實(shí)際：實(shí)際：v vD00，保證二極管可靠截止，保證二極管可靠截止 C. V VZ Z：二極管的反向擊穿電壓：二極管的反向擊穿電壓 二極管截止時(shí)的等效電路二極管截止時(shí)的等效電路 VIVonVon：閾值：閾值( (開(kāi)啟開(kāi)啟) )電壓電壓 硅管硅管0.5V,鍺管鍺管0.1V。V VD D: :導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降 硅管硅管0.6

5、0.7V,鍺管鍺管0.20.3V。VZ: 反向反向擊穿電壓擊穿電壓PNIs: 反向反向飽和電流飽和電流靜態(tài)特性：靜態(tài)特性： + ui RL +uo D開(kāi)關(guān)電路 IF 0.5 0.7iD(mA) uD(V)伏安特性UBR0 + ui=0V RL +uo Dui=0V時(shí)的等效電路 + + ui=5V RL +uo D 0.7Vui=5V 時(shí)的等效電路uououi0V時(shí)，二極管截止，時(shí)，二極管截止，如同開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，如同開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，uo0V。ui5V時(shí)，二極管導(dǎo)通，如時(shí)，二極管導(dǎo)通，如同同0.7V的電壓源，的電壓源，uo4.3V。Ui0.5V時(shí)，時(shí)，二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通。2 21 11 1 晶體二極管的開(kāi)

6、關(guān)特性晶體二極管的開(kāi)關(guān)特性 2 2、晶體二極管動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性、晶體二極管動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性 動(dòng)態(tài)過(guò)程（過(guò)渡過(guò)程）：二極管導(dǎo)通和截止之間轉(zhuǎn)換過(guò)程動(dòng)態(tài)過(guò)程（過(guò)渡過(guò)程）：二極管導(dǎo)通和截止之間轉(zhuǎn)換過(guò)程。t re反向恢復(fù)時(shí)間：二極管反向恢復(fù)時(shí)間：二極管從導(dǎo)通到截止所需時(shí)間。從導(dǎo)通到截止所需時(shí)間。 若二極管兩端輸入電壓的若二極管兩端輸入電壓的頻率過(guò)高，會(huì)使輸入負(fù)電頻率過(guò)高，會(huì)使輸入負(fù)電壓的持續(xù)時(shí)間小于它的反壓的持續(xù)時(shí)間小于它的反向恢復(fù)時(shí)間，此時(shí)二極管向恢復(fù)時(shí)間，此時(shí)二極管將失去其單向?qū)щ娦浴⑹テ鋯蜗驅(qū)щ娦浴?反向恢復(fù)時(shí)間：反向恢復(fù)時(shí)間：從導(dǎo)通到截止所需時(shí)間。從導(dǎo)通到截止所需時(shí)間。 tre= ts + ttV

7、IiV1V2I1I2tretIs: 反向反向飽和電流飽和電流0動(dòng)態(tài)特性：動(dòng)態(tài)特性：ttsttts存儲(chǔ)時(shí)間存儲(chǔ)時(shí)間 tt渡越時(shí)間渡越時(shí)間（由于（由于PN結(jié)電容中存有電荷結(jié)電容中存有電荷電荷存儲(chǔ)效應(yīng)）電荷存儲(chǔ)效應(yīng)）二極管開(kāi)通時(shí)間很短二極管開(kāi)通時(shí)間很短 , 可忽略不計(jì)?？珊雎圆挥?jì)。二極管的反二極管的反向恢復(fù)時(shí)間向恢復(fù)時(shí)間限制了二極限制了二極管的開(kāi)關(guān)速管的開(kāi)關(guān)速度。度。2 22 2 雙極型晶體三極管雙極型晶體三極管(BJT)(BJT)的開(kāi)關(guān)特性的開(kāi)關(guān)特性 三極管具有飽和、放大和截止三種工作狀態(tài)，在三極管具有飽和、放大和截止三種工作狀態(tài)，在數(shù)字電路中，靜態(tài)主要工作于飽和和截止?fàn)顟B(tài)數(shù)字電路中，靜態(tài)主要工作

8、于飽和和截止?fàn)顟B(tài) 。NPN型硅三極管開(kāi)關(guān)電路及其特性型硅三極管開(kāi)關(guān)電路及其特性 2 22 2 雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性 （1 1）三極管的截止?fàn)顟B(tài)和可靠截止的條件）三極管的截止?fàn)顟B(tài)和可靠截止的條件 當(dāng)當(dāng)v vI I很小，如很小，如v vI I0.5V0.5V時(shí)時(shí) ：A.vA.vBEBE小于開(kāi)啟電壓，小于開(kāi)啟電壓，B BE E 間，間，C CE E間都截止間都截止 B.B.C.C.三極管工作在三極管工作在Q Q1 1點(diǎn)或點(diǎn)或Q Q1 1點(diǎn)以下位置，三極管的這點(diǎn)以下位置，三極管的這種工作狀態(tài)叫截止?fàn)顟B(tài)種工作狀態(tài)叫截止?fàn)顟B(tài) NPNNPN硅三極管截止的條件為硅三極管截止的條

9、件為v vBEBE0.5V0.5V，可靠截止的條件為，可靠截止的條件為v vBEBE0V0V。 2 22 2 雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性 （2 2）三極管的放大狀態(tài)）三極管的放大狀態(tài) 當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓v vI I0.7V0.7V時(shí)時(shí) ：A. vA. vBEBE大于開(kāi)啟電壓，大于開(kāi)啟電壓，B BE E 間導(dǎo)通間導(dǎo)通 B. B. v vBEBE被鉗在約被鉗在約0.70.7V V， C.C.三極管工作在三極管工作在Q Q2 2點(diǎn)附近點(diǎn)附近, ,于于Q Q1 1和和Q Q3 3之間之間, ,三極管的三極管的 這種工作這種工作狀態(tài)稱(chēng)為放大狀態(tài)。狀態(tài)稱(chēng)為放大狀態(tài)。 2 22

10、2 雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性 （3 3）三極管的飽和狀態(tài)和可靠飽和的條件）三極管的飽和狀態(tài)和可靠飽和的條件 當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓v vI I增加增加 ：A. iA. iB B增加，工作點(diǎn)上移，當(dāng)工作點(diǎn)上移至增加，工作點(diǎn)上移，當(dāng)工作點(diǎn)上移至Q Q3 3點(diǎn)時(shí)，三點(diǎn)時(shí)，三極管進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)。極管進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)。 B. iB. iB B再增加，輸出再增加，輸出i iC C將不再明顯變化將不再明顯變化 。 C.C.工作點(diǎn)向上移至工作點(diǎn)向上移至Q Q3 3點(diǎn)以上，飽和深度增加，進(jìn)入可靠點(diǎn)以上，飽和深度增加，進(jìn)入可靠飽和狀態(tài)。飽和狀態(tài)。 V VCECE= =V VCESCES

11、0.3V0.3V 當(dāng)輸入電壓當(dāng)輸入電壓v vI I增加增加 ：三三極管的開(kāi)關(guān)特性極管的開(kāi)關(guān)特性 NPN型三極管截止、放大、飽和3 種工作狀態(tài)的特點(diǎn)工作狀態(tài)截 止放 大飽 和條 件iB00iBIBSiBIBS偏置情況發(fā)射結(jié)反偏集電結(jié)反偏uBE0，uBC0，uBC0，uBC0集電極電流iC0iCiBiCICSce間電壓uCEVCCuCEVCCiCRcuCEUCES0.3V工作特點(diǎn)ce間等效電阻很大，相當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)可變很小，相當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合Q2ui iB e Rb biC (mA) 直流負(fù)載線 VCC Rc 0+VCCiC uo工作原理電路輸出特性曲線80A60A40A20AiB=00 UCES VCC

12、uCE(V) 0 0.5 uBE(V)輸入特性曲線iB(A)Q1Q Rc cRbRc+VCCb ce截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)iBIBSui=UIL0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3VRbRc+VCCb ce0.7V0.3V飽和區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)截止區(qū)放放大大區(qū)區(qū) 10k ui iB e Rb b +VCC=+5V iC uo Rc 1k c =50 ui=0.3V時(shí)，因?yàn)闀r(shí)，因?yàn)閡BE0.5V，iB=0，三極管工作在截止?fàn)?，三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，態(tài)，ic=0。因?yàn)椤Ｒ驗(yàn)閕c=0，所以輸，所以輸出電壓：出電壓：ui=1V時(shí)，三極管導(dǎo)通，基極電流：時(shí)，三極管導(dǎo)通，基極電流：因?yàn)橐驗(yàn)?/p>

13、0iBIBS，三極管工作，三極管工作在飽和狀態(tài)。輸出電壓：在飽和狀態(tài)。輸出電壓：uoUCES0.3V2 22 2 雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性 三極管的截止?fàn)顟B(tài)三極管的截止?fàn)顟B(tài)三極管的飽和狀態(tài)三極管的飽和狀態(tài)NPNNPN型硅三極管開(kāi)關(guān)等效電路型硅三極管開(kāi)關(guān)等效電路 三極管作為開(kāi)關(guān)使用時(shí)只需要：飽和狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)三極管作為開(kāi)關(guān)使用時(shí)只需要：飽和狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài) 輸入信號(hào)為高電壓時(shí)，應(yīng)使三極管可靠地飽和；輸入信號(hào)為高電壓時(shí)，應(yīng)使三極管可靠地飽和； 輸入信號(hào)為低電壓時(shí)，應(yīng)使三極管可靠地截止。輸入信號(hào)為低電壓時(shí)，應(yīng)使三極管可靠地截止。 2 22 2 雙極型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性雙極

14、型晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性 （4 4）三極管開(kāi)關(guān)的過(guò)渡過(guò)程）三極管開(kāi)關(guān)的過(guò)渡過(guò)程 ton = td +tr ton開(kāi)通時(shí)間開(kāi)通時(shí)間 toff = ts +tf toff關(guān)斷時(shí)間關(guān)斷時(shí)間 td：延遲時(shí)間，上升到延遲時(shí)間，上升到0.1Icmaxtr：上升時(shí)間，上升時(shí)間， 0.1Icmax到到0.9Icmaxts：存儲(chǔ)時(shí)間，下降到存儲(chǔ)時(shí)間，下降到0.9Icmaxtf：下降時(shí)間，下降到下降時(shí)間，下降到0.1Icmaxtd-延遲時(shí)間延遲時(shí)間(Delay time)，為從輸入信號(hào)正躍變，為從輸入信號(hào)正躍變瞬間到瞬間到iC 上升到上升到0.1ICmax所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 開(kāi)通時(shí)間開(kāi)通時(shí)間 ton :為從輸

15、入信號(hào)正躍變瞬間到為從輸入信號(hào)正躍變瞬間到iC 上升上升到最大值到最大值ICmax的的90所經(jīng)歷的時(shí)間。所經(jīng)歷的時(shí)間。ton = td +trtr-上升時(shí)間上升時(shí)間(Rise time)，是集電極電流，是集電極電流iC 從從0.1ICmax上升到上升到0.9ICmax所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。ts-存儲(chǔ)時(shí)間存儲(chǔ)時(shí)間 (Storage time)：從輸入信號(hào)的負(fù)躍：從輸入信號(hào)的負(fù)躍變瞬間到變瞬間到iC 下降到下降到0.9ICmax所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。關(guān)斷時(shí)間關(guān)斷時(shí)間toff ：從輸入信號(hào)負(fù)躍變的瞬間，到：從輸入信號(hào)負(fù)躍變的瞬間，到iC 下降到下降到0.1ICmax所經(jīng)歷的時(shí)間。所經(jīng)歷的時(shí)間。t

16、off = ts +tftf-下降時(shí)間下降時(shí)間(Fall time)：從：從0.9ICmax下降到下降到0.1ICmax所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 ton和和toff一般約在幾十納秒（一般約在幾十納秒（ns=10-9 s）范圍。）范圍。通常都有通常都有toff ton，而且，而且ts tf 。 ts 的大小是影響三極管速度的最主要因素，的大小是影響三極管速度的最主要因素，要提高三極管的開(kāi)關(guān)速度就要設(shè)法縮短要提高三極管的開(kāi)關(guān)速度就要設(shè)法縮短ton與與toff ，特別是要縮短特別是要縮短ts 。2 23 3 基本邏輯門(mén)電路基本邏輯門(mén)電路 2 23 31 1 二極管與門(mén)及或門(mén)電路二極管與門(mén)及或門(mén)電路

17、晶體管門(mén)電路晶體管門(mén)電路( (分立元件分立元件) ) 集成電路集成電路 ( (TTLTTL和和MOS)MOS)可編程邏輯器件可編程邏輯器件(CPLD、FPGA)數(shù)字?jǐn)?shù)字電路電路1、二極管、二極管“與與”門(mén)電路門(mén)電路 D D1 1D D2 2導(dǎo)通導(dǎo)通D D1 1D D2 2導(dǎo)通導(dǎo)通D D1 1截止截止D D2 2導(dǎo)通導(dǎo)通D D1 1導(dǎo)通導(dǎo)通D D2 2截止截止2 2、二極管、二極管“或或”門(mén)電路門(mén)電路 BAYD D1 1D D2 2導(dǎo)通導(dǎo)通D D1 1D D2 2導(dǎo)通導(dǎo)通D D1 1截止截止D D2 2導(dǎo)通導(dǎo)通D D1 1導(dǎo)通導(dǎo)通D D2 2截止截止例：已知二極管三輸入與門(mén)和三輸入或門(mén)以及三個(gè)例

18、：已知二極管三輸入與門(mén)和三輸入或門(mén)以及三個(gè)輸入信號(hào)的波形，根據(jù)與邏輯和或邏輯的功能，對(duì)輸入信號(hào)的波形，根據(jù)與邏輯和或邏輯的功能，對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)分別畫(huà)出與門(mén)和或門(mén)的輸出信號(hào)波形。應(yīng)輸入信號(hào)分別畫(huà)出與門(mén)和或門(mén)的輸出信號(hào)波形。 2 23 31 1 三極管非門(mén)三極管非門(mén) R1DR2AF+12V +3V三極管非門(mén)三極管非門(mén)uA uF 3V 0.3 0V 3.7 鉗位二極管鉗位二極管AF T T導(dǎo)通導(dǎo)通T T截止截止R1DR2F+12V +3V三極管非門(mén)三極管非門(mén)D1D2AB+12V二極管與門(mén)二極管與門(mén)DTL與非門(mén)與非門(mén)ABP 例：例：由圖所示電路，根據(jù)輸入波形，畫(huà)出輸出由圖所示電路，根據(jù)輸入波形，畫(huà)出輸出

19、Y Y的波形。的波形。解：由圖可以看出，輸出解：由圖可以看出，輸出Y Y= =Y Y1 1+ +Y Y2 2= =ABAB+ +CDCD，根據(jù)，根據(jù)“與與”邏輯和邏輯和“或或”邏輯的性質(zhì)，畫(huà)出輸出邏輯的性質(zhì)，畫(huà)出輸出Y Y的波形的波形 2 24 4 TTLTTL門(mén)電路門(mén)電路晶體管門(mén)電路晶體管門(mén)電路( (分立元件分立元件) ) 集成電路集成電路 ( (TTLTTL和和MOS)MOS)可編程邏輯器件可編程邏輯器件(CPLD、FPGA)數(shù)字?jǐn)?shù)字電路電路集成電路優(yōu)點(diǎn)集成電路優(yōu)點(diǎn): :體積小、耗電少、重量輕、可靠性高等。體積小、耗電少、重量輕、可靠性高等。 RTL（Resister-Transistor

20、 Logic）電阻晶體管邏輯；）電阻晶體管邏輯；DTL（Diode-Transistor Logic）二極管晶體管邏輯；）二極管晶體管邏輯；HTL（High-Threshold Logic）高閾值邏輯；）高閾值邏輯；TTL（Transistor -Transistor Logic）晶體管晶體管邏輯）晶體管晶體管邏輯；ECL（Emitter Coupled Logic）發(fā)射極耦合邏輯；）發(fā)射極耦合邏輯；I2L（Integrated Injection Logic）集成注入邏輯）集成注入邏輯(IIL)。 常見(jiàn)的數(shù)字集成電路分為雙極型和單極型兩大工藝類(lèi)常見(jiàn)的數(shù)字集成電路分為雙極型和單極型兩大工藝類(lèi)

21、雙雙極極型型PMOS型型;NMOS型型;CMOS型型 單單極極型型2 24 4 TTLTTL門(mén)電路門(mén)電路2 24 41 TTL1 TTL與非門(mén)與非門(mén) （1 1）輸入級(jí)）輸入級(jí) 1 1、TTLTTL與非門(mén)的電路結(jié)構(gòu)與工作原理與非門(mén)的電路結(jié)構(gòu)與工作原理 輸出級(jí)輸出級(jí)組成組成: : V V1 1和和R R1 1多發(fā)射極三多發(fā)射極三極管極管, ,實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)與邏輯與邏輯 D D1 1D D2 2保護(hù)保護(hù)（2 2）分相級(jí)）分相級(jí) 輸入級(jí)輸入級(jí)組成組成: : V V2 2和和R R2 2、R R3 3（3 3）輸出級(jí)）輸出級(jí) 分相級(jí)分相級(jí)組成組成 ：V V3 3、V V4 4和和R R4 4、D D3 3T1

22、ABCB1C1ABCB1(a)(b) (1) 輸入級(jí)：由多發(fā)射極管輸入級(jí)：由多發(fā)射極管V1和電阻和電阻R1組成。作用是對(duì)輸入變量組成。作用是對(duì)輸入變量A、B、C實(shí)現(xiàn)與邏輯，實(shí)現(xiàn)與邏輯，V1可以等效為二極管與門(mén)的形式?？梢缘刃槎O管與門(mén)的形式。在流過(guò)在流過(guò)R R1 1的電流相同的電流相同的情況下，使輸出的情況下，使輸出管管V V4 4有更大的基極電有更大的基極電流，提高了帶負(fù)載流，提高了帶負(fù)載能力并提高了開(kāi)關(guān)能力并提高了開(kāi)關(guān)速度。速度。 (2) 中間級(jí)：由中間級(jí)：由V2、 R2和和R3組成。組成。V2的集電極和發(fā)射極輸?shù)募姌O和發(fā)射極輸出兩個(gè)相位相反的信號(hào)，作為出兩個(gè)相位相反的信號(hào)，作為V3和

23、和V5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。V V3 3和和V V4 4：推拉式電路。：推拉式電路?？偸且粋€(gè)導(dǎo)通而另一總是一個(gè)導(dǎo)通而另一個(gè)截止，有效地降低個(gè)截止，有效地降低了輸出級(jí)的靜態(tài)功耗，了輸出級(jí)的靜態(tài)功耗，提高了與非門(mén)的負(fù)載提高了與非門(mén)的負(fù)載能力。能力。(3) 輸出級(jí)：由輸出級(jí)：由V3、V4、D3和和R4組成，這種電路形式稱(chēng)組成，這種電路形式稱(chēng)為為推拉式電路（推挽式電路）推拉式電路（推挽式電路）。 1 1、任一輸入為低電平（、任一輸入為低電平（0.30.3V V）時(shí)）時(shí)“0”1.4V不足以讓不足以讓T2、T5導(dǎo)通導(dǎo)通三個(gè)三個(gè)PN結(jié)結(jié)導(dǎo)通需導(dǎo)通需2.1VTTL與非門(mén)的工作原理與非門(mén)的工作原理 “0”1.

24、4VvoVo=5-VR2-Vbe3-VD3 3.6V 輸出輸出高電平！高電平！1 1、任一輸入為低電平（、任一輸入為低電平（0.30.3V V）時(shí)）時(shí)TTL與非門(mén)的工作原理與非門(mén)的工作原理 2 2、輸入全為高電平（、輸入全為高電平（3.63.6V V）時(shí)）時(shí)“1”全導(dǎo)通全導(dǎo)通電位被鉗電位被鉗在在2.1V全反偏截止全反偏截止 1V截止截止TTL與非門(mén)的工作原理與非門(mén)的工作原理 2 2、輸入全為高電平（、輸入全為高電平（3.63.6V V）時(shí)）時(shí)TTL與非門(mén)的工作原理與非門(mén)的工作原理 全反偏全反偏“1”飽和飽和vo=0.3VABY Vo=0.3V 輸出輸出低電平！低電平！D D1 1D D2 2保

25、護(hù)保護(hù)- -0.7V2 24 4 TTLTTL門(mén)電路門(mén)電路2 24 41 TTL1 TTL與非門(mén)與非門(mén) 2 2、TTLTTL與非門(mén)的電氣特性及參數(shù)與非門(mén)的電氣特性及參數(shù) TTLTTL與非門(mén)的電氣特性主要包括電壓傳輸特性、輸入輸出特性和動(dòng)態(tài)特性。與非門(mén)的電氣特性主要包括電壓傳輸特性、輸入輸出特性和動(dòng)態(tài)特性。 （1 1）電壓傳輸特性）電壓傳輸特性 v0(V)vi(V)123VOH(3.6V)VOL(0.3V)傳輸特性曲線傳輸特性曲線v0(V)vi(V)123VOH“1”VOL(0.3V)閾值閾值Vth=1.4V理想的傳輸特性理想的傳輸特性輸出高電平輸出高電平輸出低電平輸出低電平電壓傳輸特性電壓傳輸

26、特性截止區(qū)截止區(qū)線性區(qū)線性區(qū)轉(zhuǎn)折區(qū)轉(zhuǎn)折區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū) 空載時(shí)，輸出高電壓空載時(shí)，輸出高電壓VOH3.6V， 帶載后，其輸出電壓有所帶載后，其輸出電壓有所下降。下降。（a） 輸出高電壓輸出高電壓VOHTTL產(chǎn)品規(guī)定產(chǎn)品規(guī)定:標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值VOSH=3V，下限值下限值VOH（min）=2.4V。VOH當(dāng)輸入為低電壓當(dāng)輸入為低電壓VIL時(shí)，輸時(shí)，輸出為高電壓出為高電壓VOH ?？蛰d時(shí)，空載時(shí)，T4工作于深飽和狀工作于深飽和狀態(tài)，輸出低電壓態(tài)，輸出低電壓VOL0，帶，帶負(fù)載后，負(fù)載后，T4的飽和程度降低的飽和程度降低，VOL隨之上升。隨之上升。（b）輸出低電壓）輸出低電壓VOL TTL產(chǎn)品規(guī)定產(chǎn)品規(guī)定:

27、標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值VOSL=0.3V，上限值上限值VOL（max）=0.5V。VOL 當(dāng)輸入全為高電壓當(dāng)輸入全為高電壓VIH時(shí)，時(shí)，輸出為低電壓輸出為低電壓VOL。 傳輸特性曲線上轉(zhuǎn)折區(qū)中點(diǎn)傳輸特性曲線上轉(zhuǎn)折區(qū)中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓，既是所對(duì)應(yīng)的輸入電壓，既是T4截止截止和導(dǎo)通的分界線，也是輸出高、和導(dǎo)通的分界線，也是輸出高、低電平的分界線。稱(chēng)此輸入電壓低電平的分界線。稱(chēng)此輸入電壓為為閾值電壓或門(mén)坎電壓閾值電壓或門(mén)坎電壓Vth。（c）閾值電壓）閾值電壓 Vth Vth VBE2VBE40.70.71.4 V 在分析中，常將在分析中，常將Vth視為決定與非門(mén)工作狀視為決定與非門(mén)工作狀態(tài)的關(guān)鍵值態(tài)的關(guān)鍵值

28、(轉(zhuǎn)折點(diǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn))。認(rèn)為：。認(rèn)為：當(dāng)當(dāng)VIVth時(shí)，與非門(mén)處于開(kāi)門(mén)狀態(tài)，輸出為低時(shí)，與非門(mén)處于開(kāi)門(mén)狀態(tài)，輸出為低電壓電壓VOL。當(dāng)當(dāng)VIVth時(shí)，與非門(mén)處于關(guān)門(mén)狀態(tài)，輸出為高時(shí)，與非門(mén)處于關(guān)門(mén)狀態(tài)，輸出為高電壓電壓VOH；&（d）噪聲容限）噪聲容限在保證輸出為高電平的條件下，在保證輸出為高電平的條件下，輸入端低電平上允許的最大干擾輸入端低電平上允許的最大干擾電壓為電壓為低電平噪聲容限低電平噪聲容限VNL在保證輸出為低電平的條件下，在保證輸出為低電平的條件下，輸入端高電平上允許的最大干擾輸入端高電平上允許的最大干擾電壓為電壓為高電平噪聲容限高電平噪聲容限VNHVNL越大，表明與非門(mén)輸入低越

29、大，表明與非門(mén)輸入低電平時(shí)，抗正向干擾的能力越電平時(shí)，抗正向干擾的能力越強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的噪聲容限為：強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的噪聲容限為：VNLVILVOL VNH越大，表明與非門(mén)輸入高越大，表明與非門(mén)輸入高電平時(shí)，抗負(fù)向干擾的能力越電平時(shí)，抗負(fù)向干擾的能力越強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的噪聲容限為：強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的噪聲容限為： VNHVOHVIH2 2、TTLTTL與非門(mén)的電氣特性及參數(shù)與非門(mén)的電氣特性及參數(shù) （1 1）電壓傳輸特性）電壓傳輸特性 （2 2）輸入、輸出特性）輸入、輸出特性 &？前級(jí)輸出為高電平時(shí)前級(jí)輸出為高電平時(shí)前級(jí)前級(jí)后級(jí)后級(jí)流出前級(jí)流出前級(jí)電流電流I IOHOH（拉電流）（拉電流）R1v1+5V

30、前級(jí)輸出為低電平時(shí)前級(jí)輸出為低電平時(shí)R1T1+5V前級(jí)前級(jí)后級(jí)后級(jí)流入前級(jí)的電流流入前級(jí)的電流I IIL IL 約約 1 1.6mA.6mA ( (灌電流灌電流) )扇出系數(shù)與門(mén)電路輸出驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)扇出系數(shù)與門(mén)電路輸出驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)+5VR4R2V3V1前級(jí)前級(jí)V1V1IiH1IiH3IiH2IOH前級(jí)輸出為前級(jí)輸出為 高電平時(shí)高電平時(shí)后級(jí)后級(jí)+5VR2R14kV2R3T1V4b1c1前級(jí)前級(jí)IOLIiL1IiL2IiL3前級(jí)輸出為前級(jí)輸出為 低電平時(shí)低電平時(shí)扇出系數(shù)與門(mén)電路輸出驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)扇出系數(shù)與門(mén)電路輸出驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)輸出低電平時(shí)，流入前級(jí)的電流（灌電流）：輸出低電平時(shí)，流入

31、前級(jí)的電流（灌電流）： 2iL1iLOLIII輸出高電平時(shí)，流出前級(jí)的電流（拉電流）：輸出高電平時(shí)，流出前級(jí)的電流（拉電流）： 2iH1iHOHIII標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)TTL系列器件，系列器件，規(guī)范值為規(guī)范值為NO8 。I IOLOL（maxmax）越大越大, ,帶灌電流負(fù)載能力越強(qiáng)帶灌電流負(fù)載能力越強(qiáng); ; I IOHOH（maxmax）越大越大, ,帶拉電流負(fù)載能力越強(qiáng)。帶拉電流負(fù)載能力越強(qiáng)。 （3 3）、平均傳輸延遲時(shí)間）、平均傳輸延遲時(shí)間tviotvoo50%50%tPLHtPHL平均傳輸延遲時(shí)間平均傳輸延遲時(shí)間)(21PHLPLHpdttt輸出波形相對(duì)輸入波形的滯后時(shí)間稱(chēng)為傳輸延遲時(shí)間輸出波形

32、相對(duì)輸入波形的滯后時(shí)間稱(chēng)為傳輸延遲時(shí)間 tpd集成電路的平均傳輸延集成電路的平均傳輸延遲時(shí)間的單位是納秒遲時(shí)間的單位是納秒（3-403-40nsns）。）。 空載功耗是指與非門(mén)空載時(shí)電源總電流空載功耗是指與非門(mén)空載時(shí)電源總電流ICC與電源與電源電壓電壓VCC的乘積。的乘積。（4）、空載功耗）、空載功耗標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)TTL門(mén)，空載導(dǎo)通功耗門(mén)，空載導(dǎo)通功耗PON 32mW。輸出高電平時(shí)的功耗稱(chēng)為輸出高電平時(shí)的功耗稱(chēng)為空載截止功耗空載截止功耗POFF ，輸出低電平時(shí)的功耗稱(chēng)為輸出低電平時(shí)的功耗稱(chēng)為空載導(dǎo)通功耗空載導(dǎo)通功耗PON 。POFF VCCICCH，PON VCCICCL，顯然，顯然，PONPOFF

33、。Rvi“1”,“0”？注意：懸空的輸入端注意：懸空的輸入端?？R R較小時(shí)較小時(shí)v vi iV0時(shí)時(shí)VGS足夠大時(shí)足夠大時(shí)（VGSVT），），電子導(dǎo)電為主電子導(dǎo)電為主N型導(dǎo)電溝道。型導(dǎo)電溝道。感應(yīng)出電子感應(yīng)出電子VT稱(chēng)為閾值電壓稱(chēng)為閾值電壓PNNGSDVDSVGSVGS較小時(shí)，較小時(shí)，導(dǎo)電溝道相當(dāng)導(dǎo)電溝道相當(dāng)于電阻將于電阻將D-S連接起來(lái)，連接起來(lái)，VGS越大此電越大此電阻越小。阻越小。PNNGSDVDSVGS當(dāng)當(dāng)VDS不太大不太大時(shí)，導(dǎo)電溝時(shí)，導(dǎo)電溝道在兩個(gè)道在兩個(gè)N區(qū)區(qū)間是均勻的。間是均勻的。當(dāng)當(dāng)VDS較較大時(shí)，靠大時(shí)，靠近近D區(qū)的區(qū)的導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道變窄。變窄。PNNGSDVDSVGS

34、VDS增加，增加，VGD=VT時(shí)，時(shí)，靠近靠近D端的溝端的溝道被夾斷，道被夾斷，稱(chēng)為予夾斷。稱(chēng)為予夾斷。夾斷后夾斷后ID呈呈恒流特性。恒流特性。ID1. NMOS管的開(kāi)關(guān)特性管的開(kāi)關(guān)特性轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線 輸出特性曲線輸出特性曲線 符號(hào)符號(hào) 當(dāng)當(dāng)vGS VT ，且，且vDS0，若，若vGD VT ，且，且vDS0，若，若vGDVT時(shí)，時(shí)， D-S間有間有導(dǎo)通溝道，呈低阻狀態(tài)，導(dǎo)通溝道，呈低阻狀態(tài)， iD隨隨vDS增大線性上升，則增大線性上升，則MOS管工作于線性區(qū)，管工作于線性區(qū)，vGS不同，斜率不同。不同，斜率不同。vGS 越大，曲線越越大，曲線越陡，陡，D-S之間的等效電阻越小。之間

35、的等效電阻越小。rDS(on)一般在一般在1k以下。線以下。線性區(qū)也稱(chēng)為可變電阻區(qū)、未飽和區(qū)，相當(dāng)于雙極型三極管性區(qū)也稱(chēng)為可變電阻區(qū)、未飽和區(qū)，相當(dāng)于雙極型三極管的飽和區(qū)。的飽和區(qū)。（3）線性區(qū)：）線性區(qū)：（4）NMOS管的開(kāi)關(guān)特性管的開(kāi)關(guān)特性（a）當(dāng)）當(dāng)vIvGS 109），），傳輸門(mén)處于截止傳輸門(mén)處于截止（斷開(kāi)）狀態(tài)。（斷開(kāi)）狀態(tài)。1C當(dāng)當(dāng)C = 0， 時(shí)，時(shí)，若若0VIVDDVTN，則，則TN導(dǎo)通；導(dǎo)通；若若|VTP|VIVDD，則，則TP導(dǎo)通。導(dǎo)通。因此，當(dāng)因此，當(dāng)vI在在0 VDD之間變化時(shí)，之間變化時(shí)，TN和和 TP必有一個(gè)導(dǎo)必有一個(gè)導(dǎo)通，使通，使vI與與vO間呈低阻態(tài)（間呈低阻態(tài)

36、（1k），），傳輸門(mén)處于導(dǎo)通傳輸門(mén)處于導(dǎo)通（傳輸）狀態(tài)。（傳輸）狀態(tài)。0C當(dāng)當(dāng)C = 1， 時(shí)時(shí) 最簡(jiǎn)單的三態(tài)輸出的電路即是在邏輯門(mén)的輸出最簡(jiǎn)單的三態(tài)輸出的電路即是在邏輯門(mén)的輸出端串接一個(gè)傳輸門(mén)，用使能端控制傳輸門(mén)的傳輸控端串接一個(gè)傳輸門(mén)，用使能端控制傳輸門(mén)的傳輸控制端，那么輸出端就有邏輯制端，那么輸出端就有邏輯1、邏輯、邏輯0和高阻三種狀和高阻三種狀態(tài)了。態(tài)了。 4、CMOS三態(tài)門(mén)三態(tài)門(mén) 從邏輯功能和應(yīng)用的角度上講，從邏輯功能和應(yīng)用的角度上講，CMOS三態(tài)門(mén)和三態(tài)門(mén)和TTL三態(tài)門(mén)沒(méi)什么區(qū)別。但在電路結(jié)構(gòu)上，三態(tài)門(mén)沒(méi)什么區(qū)別。但在電路結(jié)構(gòu)上，CMOS三三態(tài)門(mén)電路要簡(jiǎn)單得多。態(tài)門(mén)電路要簡(jiǎn)單得多。

37、EN=1,Y高阻高阻EN=0,Y=A如如 O C 門(mén) 那 樣 ，門(mén) 那 樣 ，CMOS輸出電路也輸出電路也可以做成漏極開(kāi)路可以做成漏極開(kāi)路的形式。這種結(jié)構(gòu)的形式。這種結(jié)構(gòu)常用在輸出緩沖常用在輸出緩沖驅(qū)動(dòng)器中，或用于驅(qū)動(dòng)器中，或用于電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換。此外也。此外也可用于實(shí)現(xiàn)可用于實(shí)現(xiàn)“線與線與”邏輯。邏輯。5、CMOS漏極開(kāi)路門(mén)（漏極開(kāi)路門(mén)（OD門(mén)）門(mén)）6、CMOS集成電路使用注意事項(xiàng)集成電路使用注意事項(xiàng) （1）注意檢查）注意檢查電源電壓電源電壓應(yīng)在允許范圍內(nèi)應(yīng)在允許范圍內(nèi) （2）負(fù)載適配問(wèn)題（）負(fù)載適配問(wèn)題（帶載能力帶載能力） （3）連線連線應(yīng)盡可能短（信號(hào)畸變、相互干擾）應(yīng)盡可能短（信號(hào)畸變

38、、相互干擾） （4）如果）如果環(huán)境溫度環(huán)境溫度變化劇烈，應(yīng)選用溫度性能優(yōu)良的變化劇烈，應(yīng)選用溫度性能優(yōu)良的器件器件 （5）防靜電防靜電（感應(yīng)電勢(shì)會(huì)將柵極擊穿）（感應(yīng)電勢(shì)會(huì)將柵極擊穿） （6）焊接焊接（接地、防過(guò)熱、防時(shí)間過(guò)長(zhǎng)）（接地、防過(guò)熱、防時(shí)間過(guò)長(zhǎng)）（7）輸入輸出端：）輸入輸出端：CMOS電路不用的輸入端，不電路不用的輸入端，不允許懸空，必須按邏輯要求接允許懸空，必須按邏輯要求接VDD 或或VSS 。 輸出端不允許直接與輸出端不允許直接與VDD 或或VSS 連接，否則將導(dǎo)致連接，否則將導(dǎo)致器件損壞。器件損壞。（8）電源：）電源： VDD 接電源正極，接電源正極，VSS 接電源負(fù)極接電源負(fù)極

39、 （通常接地），不允許反接，嚴(yán)禁帶電操作。通常接地），不允許反接，嚴(yán)禁帶電操作。（9）輸入信號(hào)：）輸入信號(hào)： 輸入信號(hào)輸入信號(hào)vI不允許超出電源電壓范不允許超出電源電壓范圍（圍（VDDVSS ），輸入端的電流不得超過(guò)），輸入端的電流不得超過(guò)10mA。 先接電源，再接信號(hào)源，先接電源，再接信號(hào)源，（10）接地：）接地： 所有測(cè)試儀器，外殼必須有良好的接所有測(cè)試儀器，外殼必須有良好的接地。地。晶體管門(mén)電路晶體管門(mén)電路( (分立元件分立元件) ) 集成電路集成電路 (TTL(TTL和和MOS)(MOS)(單極型和雙極型）單極型和雙極型）可編程邏輯器件可編程邏輯器件(CPLD、FPGA)數(shù)字?jǐn)?shù)字電路電

40、路2 22 2 晶體管晶體管- -晶體管邏輯門(mén)晶體管邏輯門(mén)( (TTL)TTL) 2 22 23 TTL3 TTL集成電路的系列產(chǎn)品集成電路的系列產(chǎn)品 2 23 3 其他類(lèi)型雙極型數(shù)字集成電路其他類(lèi)型雙極型數(shù)字集成電路 2 24 MOS4 MOS集成門(mén)電路集成門(mén)電路 PMOS型型;NMOS型型;CMOS型型 單單極極型型2 24 MOS4 MOS集成門(mén)電路集成門(mén)電路 2 24 41 1 NMOS NMOS管和管和PMOSPMOS管管 1 1、NMOSNMOS管的開(kāi)關(guān)特性管的開(kāi)關(guān)特性 G G：柵極或稱(chēng)控制極：柵極或稱(chēng)控制極D D：漏極：漏極S S：源極：源極B B：襯底：襯底晶體管的三個(gè)區(qū)：截止

41、區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)晶體管的三個(gè)區(qū)：截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)MOS管的三個(gè)區(qū)：管的三個(gè)區(qū)：截止區(qū)截止區(qū)、恒流區(qū)和、恒流區(qū)和線性區(qū)線性區(qū)V VT T：開(kāi)啟電壓，也叫閾值電壓，一般為（：開(kāi)啟電壓，也叫閾值電壓，一般為（2 23 3V V） 1 1、NMOSNMOS管的開(kāi)關(guān)特性管的開(kāi)關(guān)特性 特性曲線特性曲線（1 1）當(dāng)）當(dāng)v vI Iv vGSGS V VT T時(shí)，截止區(qū)時(shí)，截止區(qū)i iD D0mA0mA，v vO O V VDDDDi iD D R RD DV VDDDDR RDSDS（offoff）極大，約為極大，約為10109 9以上以上（2 2）當(dāng)）當(dāng)v vI Iv vGSGSV VT T時(shí)，恒

42、流區(qū)時(shí)，恒流區(qū) （3 3）當(dāng)）當(dāng)v vI Iv vm m時(shí)，線性區(qū)時(shí)，線性區(qū) v vO O0V0V，i iD D很大，很大，等效電阻等效電阻R RDSDS（onon）很小，約為幾百歐姆很小，約為幾百歐姆 2 2、PMOSPMOS管的開(kāi)關(guān)特性管的開(kāi)關(guān)特性 （1 1）當(dāng)）當(dāng)v vI I= =0V0V，v vSG SG = -= -v vI I=0V-=0V-= 10V-V VT T，線性區(qū)，線性區(qū) )(onDSDRRVvO0VVvDDO10RDS（off）2 24 MOS4 MOS集成門(mén)電路集成門(mén)電路 2 24 41 1 NMOS NMOS管和管和PMOSPMOS管管 2 24 42 2 CMOS

43、CMOS集成邏輯門(mén)集成邏輯門(mén) 1 1、CMOSCMOS反相器反相器 CMOS CMOS反相器是由反相器是由NMOSNMOS管管T T1 1和和PMOSPMOS管管T T2 2組成的組成的互補(bǔ)式電路互補(bǔ)式電路。通常。通常以以PMOSPMOS管作負(fù)載管管作負(fù)載管，NMOSNMOS管作驅(qū)動(dòng)管作驅(qū)動(dòng)管管。采用單一正電源供電。采用單一正電源供電。 T T1 1和和T T2 2的的柵極柵極G G并聯(lián)并聯(lián)為反相器為反相器的的輸入端輸入端，漏極漏極D D并聯(lián)并聯(lián)作為反相器作為反相器的的輸出端輸出端。工作時(shí)，。工作時(shí)，T T2 2的源極接的源極接電源正極電源正極，T T1 1的源極接地的源極接地。 （1 1）電

44、路結(jié)構(gòu)）電路結(jié)構(gòu) 1 1、CMOSCMOS反相器反相器 （2 2）工作原理）工作原理 A.A.當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)V VI I= =V VILIL=0V=0V時(shí)時(shí)NMOSNMOS管的柵源電壓管的柵源電壓v vGS1GS1=0=0V VT1T1，所以，所以T T1 1管截止管截止, ,內(nèi)阻高達(dá)內(nèi)阻高達(dá)10108 8；PMOSPMOS管的柵源電壓管的柵源電壓v vGS2GS2= -= -V VDDDDV VT2T2，即即| |v vGS2GS2|V VT2T2| |，T T2 2管導(dǎo)通管導(dǎo)通，導(dǎo)通，導(dǎo)通電阻電阻小于小于1 1kk。V VOHOHV VDDDDB.B.當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)v vI I

45、= =V VIHIH= =V VDDDD時(shí)時(shí)NMOSNMOS管的柵源電壓管的柵源電壓v vGS1GS1= =V VDDDD V VT1 T1 ，所，所以以T T1 1管導(dǎo)通管導(dǎo)通, ,導(dǎo)通電阻導(dǎo)通電阻小于小于1 1k k ；PMOSPMOS管的柵源電壓管的柵源電壓| |v vGS2GS2|=0|=010109 9）。（3 3）當(dāng)）當(dāng)C C = =1 1， 時(shí)時(shí), ,0CA.A.若若0 0V VI IV VDDDDV VT1T1，則，則T T1 1導(dǎo)通導(dǎo)通；B.B.若若| |V VT2T2|V VI IV VDDDD， 則則T T2 2導(dǎo)通導(dǎo)通。 CMOS電路電路的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)、靜態(tài)功耗小。、靜態(tài)

46、功耗小。、允許電源電壓范圍寬（、允許電源電壓范圍寬（3 18V）。）。3、扇出系數(shù)大，抗噪容限大。、扇出系數(shù)大，抗噪容限大。CMOS電路電路的注意：的注意： CMOS CMOS電路不用的輸入端，電路不用的輸入端，不允許懸空不允許懸空，必須按邏輯要求接必須按邏輯要求接V VDD DD 或或V VSS SS 。 7、CMOS集成電路系列產(chǎn)品集成電路系列產(chǎn)品 （1）4000/4500系列系列 （2）54/74HC系列系列 54 HC /74 HC MOS系列系列（簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)54/74 HC）是高速）是高速CMOS系列集系列集成電路，具有成電路，具有54/74LS系列的工作速度系列的工作速度和和CMOS

47、固有的低功耗及工作電壓范圍固有的低功耗及工作電壓范圍寬的特點(diǎn)。寬的特點(diǎn)。 2.5邏輯門(mén)電路使用中的幾個(gè)問(wèn)題邏輯門(mén)電路使用中的幾個(gè)問(wèn)題1、TTL驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)CMOS：&CMOS采用采用+5V電源時(shí)，可以直接驅(qū)動(dòng)：電源時(shí)，可以直接驅(qū)動(dòng)：&TTLCMOSCMOS電源較高時(shí)，不能直接驅(qū)動(dòng)：電源較高時(shí)，不能直接驅(qū)動(dòng)：&+VDD（318V）&TTLOC門(mén)門(mén)CMOSR普通普通TTL可采用電平轉(zhuǎn)換器可采用電平轉(zhuǎn)換器二、二、CMOS驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)TTL：&CMOS采用采用+5V電源時(shí)，可以直接驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，可以直接驅(qū)動(dòng)TTL：&TTLCMOSCMOS電源較高時(shí)，不能直接驅(qū)動(dòng)電

48、源較高時(shí)，不能直接驅(qū)動(dòng)TTL，可，可采用電平轉(zhuǎn)換器。采用電平轉(zhuǎn)換器。三、三、TTL和和CMOS驅(qū)動(dòng)負(fù)載驅(qū)動(dòng)負(fù)載：&1。可以直接驅(qū)動(dòng)小電流負(fù)載：?？梢灾苯域?qū)動(dòng)小電流負(fù)載：TTL或或CMOS+5V220 2。大電流負(fù)載可以加驅(qū)動(dòng)電路：。大電流負(fù)載可以加驅(qū)動(dòng)電路：3。多余輸入端的處理：。多余輸入端的處理：TTL門(mén)電路：門(mén)電路：懸空的輸入端相當(dāng)于接高電平，為懸空的輸入端相當(dāng)于接高電平，為了防止干擾，可將懸空的輸入端接高電平。了防止干擾，可將懸空的輸入端接高電平。CMOS電路：電路：多余多余輸入端不能懸空，必須相應(yīng)地輸入端不能懸空，必須相應(yīng)地接高電平或低電平。接高電平或低電平。1、二極管具有單向

49、導(dǎo)電性，可作為開(kāi)關(guān)使用。、二極管具有單向?qū)щ娦?，可作為開(kāi)關(guān)使用。硅二極管導(dǎo)通壓降約硅二極管導(dǎo)通壓降約0.7V，鍺二極管約為鍺二極管約為0.3V。若忽略導(dǎo)通壓降，可近似看作理想開(kāi)關(guān)。若忽略導(dǎo)通壓降，可近似看作理想開(kāi)關(guān)。小結(jié)小結(jié)PN2、三極管是雙極型、電流控制元件，輸出特性曲線、三極管是雙極型、電流控制元件，輸出特性曲線有三個(gè)區(qū)，截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。有三個(gè)區(qū)，截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。NPN型三極管，當(dāng)型三極管，當(dāng)vBE0.5V時(shí)，截止，時(shí)，截止，iB0，iC0，C-E之間相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。之間相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。當(dāng)當(dāng)vBE0.5V，且，且iBIBS時(shí)，飽和，時(shí)，飽和，vBE=VBES0.7V，vCE=VCES0.3V，C-E之間相當(dāng)于閉合的開(kāi)關(guān)。之間相當(dāng)于閉合的開(kāi)關(guān)。當(dāng)當(dāng)vBE0.5V，且，且iBIBS時(shí)，放大狀態(tài)，時(shí)，放大狀態(tài)，vBE=0.50.7V，iC=iB， vCE=VCC-iCRC。數(shù)字電路中，三極管主要工作在截止區(qū)和飽和區(qū)。