注冊電氣專業(yè)基礎(chǔ)集成邏輯門電路二及 基本邏輯電路一新版

1、（2）TTL集電極開路門將TTL與非的輸出端的VT3、VD4去掉，而使VT4的集電極懸空，這就是TTL集電極開路門，即OC門（Open Collector Gate）。AR1R2BR3VT1VT2VT4FVCCFAB （a） （b）其輸出（3）三態(tài)門因輸出有0、1和高阻三種狀態(tài)而得名。當(dāng)使能端EN=0時(shí)，非門G輸出為1，D1截止，與P端相連的T1的發(fā)射結(jié)也截止。三態(tài)門相當(dāng)于一個(gè)正常的非門，輸出，有0、1兩種狀態(tài)，稱為正常工作狀態(tài)。當(dāng)EN=1時(shí)，G輸出為0，即VP=0.2V，這一方面使D1導(dǎo)通，VC2=0.9V，T4、D截止；另一方面使VB1=0.9V，T2、T3也截止。T3、T4都截止，這時(shí)從

2、輸出端看進(jìn)去，對地和對電源都相當(dāng)于開路，呈現(xiàn)高阻。所以稱這種狀態(tài)為高阻態(tài)，或禁止態(tài)。這種EN=0時(shí)為正常工作狀態(tài)的三態(tài)非門稱為低電平有效的三態(tài)非門，邏輯符號(hào)如圖（b）。輸出邏輯函數(shù)式為：，。如果將圖中的非門G去掉，則使能端EN=1時(shí)為正常工作狀態(tài)，EN=0時(shí)為高阻狀態(tài)，這種三態(tài)非門稱為高電平有效的三態(tài)非門，邏輯符號(hào)如圖（c），輸出邏輯函數(shù)式為：，。三態(tài)門在計(jì)算機(jī)總線結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用。圖（a）所示為三態(tài)與非門組成的單向總線，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分時(shí)傳送。圖（b）所示為三態(tài)非門組成的雙向總線。當(dāng)EN1時(shí)，G1正常工作，G2為高阻態(tài)，輸入數(shù)據(jù)DI經(jīng)G1反相后送到總線上；當(dāng)EN0時(shí)，G2正常工作，G1為高

3、阻態(tài)，總線上的數(shù)據(jù)DO經(jīng)G2反相后輸出，這樣就實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的分時(shí)雙向傳送。三態(tài)門組成的總線 （a）單向總線 （b）雙向總線18.3 CMOS集成門電路 CMOS門電路1 .CMOS非門CMOS邏輯門是用絕緣柵場效應(yīng)管制作的邏輯門，在CMOS邏輯電路中，均使用增強(qiáng)型MOS管，圖 (a)為N溝道增強(qiáng)型管，在分析電路時(shí)可以認(rèn)為，只要它的柵極電平為“1”（即）它就飽和導(dǎo)通，柵極電平為“0”它就處于截止?fàn)顟B(tài)；圖 (b)為P溝道增強(qiáng)型管，在分析電路時(shí)可以認(rèn)為，只要它的柵極電平為“0”（即）它就飽和導(dǎo)通，柵極電平為“1”它就處于截止?fàn)顟B(tài)，這個(gè)功能正是非門的邏輯功能。圖 (c)中既有P溝道MOS管又有N溝道MO

4、S管，我們把這類電路稱為CMOS邏輯電路。順便說明一點(diǎn)：僅由P溝道MOS管構(gòu)成的集成電路叫PMOS；僅由N溝道MOS管構(gòu)成的集成電路叫NMOS，后兩種集成電路雖然制作時(shí)簡單一些，但性能要比CMOS集成電路差，因而目前人們大都使用CMOS。由于CMOS集成電路的工作電源取值在320V之間，故輸入電平和輸出電平振幅大，抗干擾能力強(qiáng)，電源工作范圍大，也便于和TTL電路連接，又由于電路中不使用電阻而大大增加了集成度，再加上功耗低等優(yōu)點(diǎn)，使CMOS集成邏輯門獲得了廣泛應(yīng)用。圖增強(qiáng)型MOS符號(hào)及非門邏輯2.CMOS與非門CMOS“與非”門電路如圖所示圖CMOS與非門驅(qū)動(dòng)管和都導(dǎo)通，電阻很低；而負(fù)載管和為P

5、溝道增強(qiáng)型管，兩者并聯(lián)。負(fù)載管整體與驅(qū)動(dòng)管相串聯(lián)。    其邏輯功能：。3CMOS或非門CMOS“或非”門電路如圖所示圖CMOS或非門驅(qū)動(dòng)管和為N溝道增強(qiáng)型，兩者并聯(lián)；而負(fù)載管和為P溝道增強(qiáng)型，兩者串聯(lián)。其邏輯功能： CMOS傳輸門CMOS傳輸門電路 CMOS傳輸門電路CMOS傳輸門電路如圖（a）所示，它由NMOS管T1和PMOS管T2并聯(lián)而成。兩管的源極相聯(lián)，作為輸入端；兩管的漏極相聯(lián)，作為輸出端（輸入端和輸出端可以對調(diào)）。兩管的柵極作為控制極，分別加一對互為反量的控制電壓C和進(jìn)行控制?？芍?，CMOS傳輸門的開通和關(guān)斷取決于柵極上所加的控制電壓。當(dāng)C為“1”（為

6、“0”）時(shí)，傳輸門開通，反之則關(guān)斷。圖（b）為傳輸門的圖形符號(hào)。表TTL和CMOS兩種集成邏輯門電路的參數(shù) 電路參數(shù)系列名稱TTLCMOS7474S74LS74AS74ALS400074HC74HCT輸入電流和電壓IIH（max）/mAIIL（max）/mAUIH（min）/VUIL（max）/V0.04-1.62.00.80.05-2.02.00.80.02-0.42.00.80.2-2.02.00.80.02-0.12.00.80.1-0.1×10-33.51.00.001-0.1×10-33.51.00.001-0.1×10-32.00.8輸出電流和電壓IO

7、H（max）/mAIOL（max）/mAUOH（min）/VUOL（max）/V-0.4162.40.4-1202.70.5-0.482.70.5-2202.70.5-0.482.70.5-0.510.514.90.05-444.90.1-444.90.1電源電壓VCC或VDD55555555平均傳輸延遲時(shí)間tpd/ns103101.52.5451010每門功耗P/mW10192201.55×10-31×10-33×10-3由于同一類型產(chǎn)品性能相差較大,故表中提供的參數(shù)僅供參考。例題：1.在CMOS電路中有時(shí)采用圖（a）（d）所示的擴(kuò)展功能用法，試分析各圖的邏輯功

8、能，寫出Y1Y4的邏輯式。已知電源電壓VDD=10V，二極管的正向?qū)▔航禐?.7V。解（a） （b） （c） （d）2. 如圖所示電路。G1和G2是74LS系列OC門，G3、G4、G5是74LS系列與非門。已知OC門截止時(shí)的漏電流IOH=0.2mA，導(dǎo)通時(shí)的允許的最大負(fù)載電流IOL（max）=12mA，負(fù)載門的IIH=0.04mA，IIL=1mA，VCC=5V，要求OC門輸出的UOL（max）=0.4V，UOH（min）=3V。試確定R L的值？ARLVCCBCDG3G1G2G4G5解： 根據(jù)將已知數(shù)據(jù)代入，得0.51k3.13k。OC門雖然實(shí)現(xiàn)了線與功能，但由于外接上拉電阻而影響門電路的工

9、作速度，另外去掉有源負(fù)載，其帶負(fù)載能力下降。第19章 基本邏輯電路19.1 編碼器（1）編碼器的含義一般地說，用文字、符號(hào)或者數(shù)碼表示特定信息的過程稱為編碼，能夠?qū)崿F(xiàn)編碼功能的電路稱為編碼器。在數(shù)字系統(tǒng)中，是采用若干個(gè)二進(jìn)制碼0和1來進(jìn)行編碼的，要表示的信息越多，二進(jìn)制代碼的位數(shù)越多。N位二進(jìn)制代碼有2n個(gè)狀態(tài)，可以表示2n個(gè)信息，對N個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼時(shí)，應(yīng)按公式2n>=N來確定需要使用的二進(jìn)制代碼的位數(shù)n。 常用的編碼器有二進(jìn)制編碼器、二十進(jìn)制編碼器、優(yōu)先編碼器等。下面以4線2線編碼器為例，說明其工作原理。4線2線編碼器有4個(gè)輸入，2個(gè)輸出，輸入信號(hào)為I0、I1、I2、I3，它們的有效編

10、碼電平為高電平，輸出Y1 Y0為二進(jìn)制編碼。即當(dāng)I0、I1、I2、I3分別為1時(shí)，Y1Y0對應(yīng)輸出為00、01、10、11。根據(jù)以上邏輯要求，列功能表如表所示。表：4線2線編碼器功能表輸 入輸 出I0I1I2I3Y1Y0100001000010000100110101由功能表可得邏輯表達(dá)式為   根據(jù)上式可畫出4線2線編碼器的邏輯圖。19.1.2二進(jìn)制編碼器二進(jìn)制編碼器是由n位二進(jìn)制數(shù)表示2n個(gè)信號(hào)的編碼電路二 - 十進(jìn)制編碼器概念：二 十進(jìn)制編碼器：實(shí)現(xiàn)用4位二進(jìn)制數(shù)代碼對1位十進(jìn)制數(shù)碼進(jìn)行編碼的電路。亦即將09十個(gè)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼的電路。簡稱BCD編碼器。舉例：8421BCD碼編碼器輸入10個(gè)互斥的數(shù)碼，輸出4位二進(jìn)制代碼真值表：邏輯表達(dá)式：邏輯圖：真 值 表輸 入I輸 出Y3 Y2 Y1 Y00(I0)1(I1)2(I2)3(I3)4(I4)5(I5)6(I6)7(I7)8(I8)9(I9)0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1 優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器：在多個(gè)信息同時(shí)輸入時(shí)，只對輸入中優(yōu)先級(jí)別最高的信號(hào)進(jìn)行編碼。在優(yōu)先編碼器中