分離元件門電路

1、（2-1）第二章第二章 門電路門電路 2.1 概述概述 2.2 分離元件門電路分離元件門電路 2.3 TTL集成門電路集成門電路 2.4 其它類型的其它類型的TTL門電路門電路 2.5 MOS門電路門電路（2-2） 2.1 概述概述門電路是用以實現(xiàn)邏輯關系的電子電門電路是用以實現(xiàn)邏輯關系的電子電路，與我們所講過的基本邏輯關系相對應，路，與我們所講過的基本邏輯關系相對應，門電路主要有：門電路主要有：與門與門、或門或門、與非門與非門、或或非門非門、異或門異或門等。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、低點平代表低點平代表0，即所謂的，即所謂的正邏輯系統(tǒng)正邏輯系統(tǒng)。（2

2、-3） ViVoKVccR100VVcc只要能判斷高只要能判斷高低電平即可低電平即可K開開-Vo=1, 輸出高電平輸出高電平K合合-Vo=0, 輸出低電平輸出低電平可用三極可用三極管代替管代替（2-4）R1R2AF+uccuAtuFt+ucc0.3V三極管的開關特性：三極管的開關特性：（2-5） 2.2 分離元件門電路分離元件門電路 二極管與門二極管與門FD1D2AB+12VuAuBuF0V0V0.3V0V3V0.3V3V0V0.3V3V3V3.3V（2-6）二極管或門二極管或門uAuBuF0V0V-0.3V0V3V2.7V3V0V2.7V3V3V2.7VFD1D2AB-12V（2-7）R1D

3、R2AF+12V +3V三極管非門三極管非門uAuF3V0.30V3.3嵌位二極管嵌位二極管（2-8）R1DR2F+12V +3V三極管非門三極管非門D1D2AB+12V二極管與門二極管與門與非門與非門（2-9）1、體積大、工作不可靠。、體積大、工作不可靠。2、需要不同電源。、需要不同電源。3、各種門的輸入、輸出電平不匹配。、各種門的輸入、輸出電平不匹配。（2-10） 2.3 TTL集成門電路集成門電路2.3.1 TTL與非門的基本原理與非門的基本原理與分離元件電路相比，集成電路具與分離元件電路相比，集成電路具有體積小、可靠性高、速度快的特點，有體積小、可靠性高、速度快的特點，而且輸入、輸出電

4、平匹配，所以早已廣而且輸入、輸出電平匹配，所以早已廣泛采用。根據(jù)電路內(nèi)部的結構，可分為泛采用。根據(jù)電路內(nèi)部的結構，可分為DTL、TTL、HTL、MOS管管集成門電集成門電路。路。（2-11）+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABCTTL與非門的內(nèi)部結構與非門的內(nèi)部結構CBAF （2-12）+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC1、任一輸入為低電平（、任一輸入為低電平（0.3V）時）時“0”1V不足以讓不足以讓T2、T5導通導通三個三個PN結結導通需導通需2.1V（2-13）+5VFR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC1、任一輸入為

5、低電平（、任一輸入為低電平（0.3V）時）時“0”1Vuouo=5-uR2-ube3-ube4 3.4V高電平！高電平?。?-14）+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC2、輸入全為高電平（、輸入全為高電平（3.4V）時）時“1”全導通全導通電位被嵌電位被嵌在在2.1V全反偏全反偏 1V截止截止（2-15）2、輸入全為高電平（、輸入全為高電平（3.4V）時）時+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC全反偏全反偏“1”飽和飽和uF=0.3VABCF 此電路此電路（2-16）一、電壓傳輸特性一、電壓傳輸特性2.3.2 TTL與非門的特性和技術參數(shù)與非門的特性和

6、技術參數(shù)測試電路測試電路&+5Vuiu0（2-17）u0(V)ui(V)123UOH(3.4V)UOL(0.3V)傳輸特性曲線傳輸特性曲線u0(V)ui(V)123UOH“1”UOL(0.3V)閾值閾值UT=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點平輸出低點平（2-18）1、輸出高電平、輸出高電平UOH、輸出低電平、輸出低電平UOL UOH 2.4V UOL 0.4V 便認為合格。便認為合格。 典型值典型值UOH=3.4V UOL 0.3V 。 2、閾值電壓、閾值電壓UTuiUT時，認為時，認為ui是高電平。是高電平。UT=1.4V（2-19）二、輸入、輸出負載

7、特性二、輸入、輸出負載特性&？1、前后級之間電流的聯(lián)系、前后級之間電流的聯(lián)系（2-20）+5VR4R2R5T3T4R1T1+5V前級輸出為前級輸出為 高電平時高電平時前級前級后級后級反偏反偏流出前級流出前級電流電流IOH（拉電流）（拉電流）（2-21）前級輸出為前級輸出為 低電平時低電平時+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1R1T1+5V前級前級后級后級流入前級的電流入前級的電流流IOL 約約 1.4mA (灌電流灌電流)（2-22）115OLRbeTT5I結壓降結壓降的的壓降壓降 mA4 . 137 . 03 . 05 拉電流的計算拉電流的計算飽和飽和（2-23）名稱及符號名稱

8、及符號含義含義輸入低電平電流輸入低電平電流 IiL輸入為低電平時流入輸輸入為低電平時流入輸入端的電流入端的電流-1 .4mA。輸入高電平電流輸入高電平電流 IiH輸入為高電平時流入輸輸入為高電平時流入輸入端的電流入端的電流幾十幾十A。IOL及其極限及其極限 IOL（max）當當 IOL IOL(max)時，輸時，輸入不再是低電平。入不再是低電平。IOH及其極限及其極限 IOH (max)當當 IOH IOH(max)時，輸時，輸出不再是高電平。出不再是高電平。關于電流的技術參數(shù)關于電流的技術參數(shù)（2-24）2、扇出系數(shù)、扇出系數(shù)與門電路輸出驅(qū)動同類門的個數(shù)與門電路輸出驅(qū)動同類門的個數(shù)+5VR4

9、R2R5T3T4T1前級前級T1T1IiH1IiH3IiH2IOH前級輸出為前級輸出為 高電平時高電平時例如：例如：（2-25）+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1前級前級IOLIiL1IiL2IiL3前級輸出為前級輸出為 低電平時低電平時（2-26）輸出低電平時，流入前級的電流（灌電流）：輸出低電平時，流入前級的電流（灌電流）： 2iL1iLOLIII輸出高電平時，流出前級的電流（拉電流）：輸出高電平時，流出前級的電流（拉電流）： 2iH1iHOHIII與非門的扇出系數(shù)一般是與非門的扇出系數(shù)一般是10。（2-27）3、輸入端接一電阻、輸入端接一電阻R接地接地Rui“1”,“0”？+5V

10、FR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1（2-28）R較小時較小時uiUT T2不導通，輸出高電平。不導通，輸出高電平。)U5(RRRu1be1i R3R3 . 4 Rui+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1（2-29）R增大增大Ruiui=UT時，輸出低電平。時，輸出低電平。R3R3 . 4)V(4 . 1 R臨界臨界=1.45K Rui+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1（2-30）1、懸空的輸入端相當于接高電平。、懸空的輸入端相當于接高電平。2、為了防止干擾，可將懸空的輸入、為了防止干擾，可將懸空的輸入端接高電平。端接高電平。

11、（2-31）4、平均傳輸時間、平均傳輸時間tuiotuoo50%50%tpd1tpd2平均傳輸時間平均傳輸時間)tt (21t2pd1pdpd （2-32） 2.4 其它類型的其它類型的TTL門電路門電路2.4.1 集電極開路的與非門（集電極開路的與非門（OC門）門）+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC集電極懸空集電極懸空T3無無T3,T4（2-33）&符號符號！（2-34）+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC應用時輸出端要接一上拉負載電阻應用時輸出端要接一上拉負載電阻RLRLUCC（2-35）1、OC門可以實現(xiàn)門可以實現(xiàn)“線與線與”功能功能&UCC

12、F1F2F3FF=F1F2F3RL輸出級輸出級UCCRLT5T5T5（2-36）F=F1F2F3?UCCRLF1F2F3F任一導通任一導通F=0（2-37）UCCRLF1F2F3F全部截止全部截止F=1F=F1F2F3?所以：所以：F=F1F2F3!（2-38）2、負載電阻、負載電阻RL和電源和電源 UCC可以根據(jù)情況選可以根據(jù)情況選擇擇&J+30V 220VJ（2-39）1、如何確定上拉電阻、如何確定上拉電阻RL?（RL(max) RL(min)）參考：閻石參考：閻石數(shù)字電子技術基礎數(shù)字電子技術基礎P802、一般的、一般的TTL與非門與非門能否能否線與？線與？參考：楊福生參考：楊福生

13、電子技術電子技術P320（2-40）2.4. 三態(tài)門三態(tài)門+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDEEE-控制端控制端（2-41）+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDEE01截止截止ABF （2-42）+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5ABDEE10導通導通截止截止截止截止高阻態(tài)高阻態(tài)（2-43）&ABFE符號符號輸出高阻輸出高阻0E 1E ABF 功能表功能表低電平起作用低電平起作用（2-44）&ABFE符號符號輸出高阻輸出高阻1E 0E ABF 功能表功能表高電平起作用高電平起作用（2-45）E1E2E3公用總線公用總線三態(tài)門主要作為三態(tài)門主要作為TTL電路與電路與總線總線間間的的接口電路接口電路用途：用途：E1、E2、E3分時接分時接入高電平入高電平（2-46） 2.5 MOS門電路門電路2.5.1 MOS反相器反相器0UDSIDuiuoUCCR負載線負載線ui=“1”ui=“0”uo=“0”uo=“1”（2-47）uiuoUCCuiuoUCC實際結構實際結構等效結構等效結構（2-48）2.5. CMOS反相器反相器UCCST2DT1A