數(shù)字邏輯及數(shù)字系統(tǒng)3-2

1、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院主講：余慶春主講：余慶春Email：fishhead_數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院第三章 邏輯門本章內容：本章內容：l 二極管、三極管的開關特性二極管、三極管的開關特性l分立元件門電路分立元件門電路lCMOSCMOS集成邏輯門集成邏輯門的特點與應用的特點與應用lTTLTTL集成邏輯門的特點與應用集成邏輯門的特點與應用l集成邏輯門集成邏輯門使用中應注意的問題使用中應注意的問題數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算

2、機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院邏輯門電路概述邏輯門電路概述 3.1.5 3.1.5 分立元件邏輯門電路舉例分立元件邏輯門電路舉例 邏輯門電路邏輯門電路：是用以實現(xiàn)邏輯運算的電子電路，與：是用以實現(xiàn)邏輯運算的電子電路，與已經(jīng)講過的邏輯運算相對應。常用的門電路在邏輯功能已經(jīng)講過的邏輯運算相對應。常用的門電路在邏輯功能上有上有與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門異或門等。等。分立元件門電路和集成門電路分立元件門電路和集成門電路l 分立元件門電路分立元件門電路：用分立的元件和導線連接起：用分立的元件和導線連接起 來構成的門電路

3、。簡單、經(jīng)濟、功耗低，負載差。來構成的門電路。簡單、經(jīng)濟、功耗低，負載差。l 集成門電路集成門電路：把構成門電路的元器件和連線都：把構成門電路的元器件和連線都 制作在一塊半導體芯片上，再封裝起來，便構成了集成門制作在一塊半導體芯片上，再封裝起來，便構成了集成門 電路?，F(xiàn)在使用最多的是電路?，F(xiàn)在使用最多的是CMOSCMOS和和TTLTTL集成門電路。集成門電路。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院邏輯門電路概述邏輯門電路概述3.1.5 3.1.5 分立元件邏輯門電路舉例分立元件邏輯門電路舉例l正邏輯正邏輯：高電平表示邏輯：高電平表示

4、邏輯1 1、低電平表示邏輯、低電平表示邏輯0 0。l負邏輯負邏輯：高電平表示邏輯：高電平表示邏輯0 0、低電平表示邏輯、低電平表示邏輯1 1。 獲得高、低電平的基本方法獲得高、低電平的基本方法：利用半導體開關元件的：利用半導體開關元件的導導通通、截止截止（即開、關）兩種工作狀態(tài)。（即開、關）兩種工作狀態(tài)。通常使用通常使用正邏輯正邏輯 注意：高電平和低電平為某注意：高電平和低電平為某規(guī)定范圍規(guī)定范圍的電位值，的電位值，而非一固定值。而非一固定值。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院3.1.5 3.1.5 分立元件邏輯門電路舉例分立元

5、件邏輯門電路舉例基本邏輯門電路基本邏輯門電路正向正向導通區(qū)導通區(qū)反向反向截止區(qū)截止區(qū)反向反向擊穿區(qū)擊穿區(qū)0.5 0.7/ /mADI/ /V0(BR)UDU硅二極管伏安特性硅二極管伏安特性(1) 外加正向電壓外加正向電壓( (正偏正偏) )二極管導通二極管導通( (相當于開關閉合相當于開關閉合) ) V7 . 0D U(2) 外加反向電壓外加反向電壓( (反偏反偏) ) V5 . 0 DU二極管截止二極管截止( (相當于開關斷開相當于開關斷開) ) 0D I- -AK+ +DUDI數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院3.1.5 3

6、.1.5 分立元件邏輯門電路舉例分立元件邏輯門電路舉例基本邏輯門電路基本邏輯門電路1. 二極管與門二極管與門FUAUBABVCC (+12V)邏輯變量邏輯變量R1 (3.9K)A、B為輸入信號: +3V或0VF 為輸出信號 VCC+12VABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V電路輸入與輸出電壓的關系數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院用邏輯1 1表示高電平（此例為+3V+3V）用邏輯0 0表示低電平（此例為0.7V0.7V）ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7VABF

7、000010100111二極管與門的真值表1. 二極管與門二極管與門基本邏輯門電路基本邏輯門電路&ABF邏輯式：邏輯式：F=AB數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院3.1.5 3.1.5 分立元件邏輯門電路舉例分立元件邏輯門電路舉例基本邏輯門電路基本邏輯門電路2. 二極管或門二極管或門A、B為輸入信號: +3V或0VF 為輸出信號 R0 (3.9K)FUAUBAB-VCC （-12V）電路輸入與輸出電壓的關系ABF0V0V-0.7V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技

8、大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院用邏輯1 1表示高電平（此例為+2.3V+2.3V）用邏輯0 0表示低電平（此例為0V0V）基本邏輯門電路基本邏輯門電路邏輯式：邏輯式：F=A+B2. 二極管或門二極管或門ABF000011101111二極管或門的真值表 ABF電路輸入與輸出電壓的關系ABF0V0V-0.7V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院基本邏輯門電路基本邏輯門電路3. 三極管非門三極管非門在數(shù)字電路中，三極管作為開關元件，主要工作在在數(shù)字電路中，三極管作

9、為開關元件，主要工作在飽和飽和和和截止截止兩種開關狀態(tài)，放大區(qū)只是極短暫的過渡狀態(tài)。兩種開關狀態(tài)，放大區(qū)只是極短暫的過渡狀態(tài)。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院基本邏輯門電路基本邏輯門電路數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院三極管開關應用舉例三極管開關應用舉例 V2 )1(L II Uu V3 )2(H II Uu發(fā)射結反偏發(fā)射結反偏 T 截止截止0 0CB ii V12CCO Vu發(fā)射結正偏發(fā)射結正偏 T 導通導通+ RcRb+VCC (12V)+uo iBiCT

10、uI3V-2V2 k 100 2.3 k 放大還是飽和？放大還是飽和？數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院bBEIBRuui cCESCCCSBSRUVIIBSB Ii 飽飽和和 T飽和導通條件：飽和導通條件：cCCBSB RVIi + RcRb+VCC +12V+uo iBiCTuI3V-2V2 k 100 2.3 k mA 1mA3 . 27 . 03 mA 06. 0mA210012 cCC RV V)7 . 0(BE uV 3 . 0CESOUu 因為因為所以所以數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與

11、工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院基本邏輯門電路基本邏輯門電路3. 三極管非門三極管非門R1R2AFVCC +5VA為輸入信號：+3V或0VF為輸出信號 VCC=+5VAF0V5V3V0.3V電路輸入與輸出電壓的關系注意：選擇合適的注意：選擇合適的R1、R2 ，使，使A為高電平時三極管工作在飽和區(qū)。為高電平時三極管工作在飽和區(qū)。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院用邏輯1 1表示高電平（此例為+3V+3V）用邏輯0 0表示低電平（此例為0.3V0.3V）基本邏輯門電路基本邏輯門電路邏輯式：邏輯式：F=A三極管非門的真值表3.

12、 三極管非門三極管非門AF0V5V3V0.3VAF01101AF數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院TTL集成門電路集成門電路 數(shù)字集成電路：數(shù)字集成電路：在一塊半導體基片上制作出一個完整的在一塊半導體基片上制作出一個完整的邏輯電路所需要的全部元件和連線。使用時接：電源、輸入邏輯電路所需要的全部元件和連線。使用時接：電源、輸入和輸出即可。數(shù)字集成電路具有體積小、可靠性高、速度快、和輸出即可。數(shù)字集成電路具有體積小、可靠性高、速度快、而且價格便宜的特點。而且價格便宜的特點。TTLTTL 晶體管晶體管- -晶體管邏輯集成電路晶體管邏輯

13、集成電路MOSMOS 金屬氧化物半導體場效應管集成電路金屬氧化物半導體場效應管集成電路最常見的兩大類集成門電路：最常見的兩大類集成門電路：3.2 TTL3.2 TTL邏輯門電路邏輯門電路數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院TTL集成門電路集成門電路 目前，我們使用的目前，我們使用的TTL門電路和中、小規(guī)模集成電路門電路和中、小規(guī)模集成電路以以74 / 54系列為主，包括實驗時所使用的芯片，都是這系列為主，包括實驗時所使用的芯片，都是這一系列產(chǎn)品。一系列產(chǎn)品。 74 / 54 系列又根據(jù)功耗的大小，速度的快慢等分為幾系列又根據(jù)功耗的

14、大小，速度的快慢等分為幾個子系列，如個子系列，如74SXX、 74LSXX、74ALSXX、74HXX和和74FXX等等。等等。 我們以我們以TTL與非門與非門電路為例，分析一下電路為例，分析一下TTL電路的特電路的特點，特別是點，特別是輸出級輸出級的結構，因為大多數(shù)的結構，因為大多數(shù)TTL門電路的輸門電路的輸出級都是這種結構。出級都是這種結構。 3.2 TTL3.2 TTL邏輯門電路邏輯門電路輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級+5VABCR1T1R2T2R3FR4R5T3T4T5T1 多發(fā)射極晶多發(fā)射極晶體管：體管：實現(xiàn)實現(xiàn)“與與”運算。運算。TTLTTL與非門的內部結構與非門的內部結構C

15、BAF +5VABCR1T1R2T2R3FR4R5T3T4T5“非非”復合管形式復合管形式與非門與非門輸出級輸出級“與與”TTLTTL與非門的內部結構與非門的內部結構1. 任一輸入為低電平（任一輸入為低電平（0.3V）時）時0.3v“0”1V不足以讓不足以讓T2、T5導通導通+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC360 3k750 100 三個三個PN結結導通需導通需2.1V工作原理工作原理+5VFR4R2R13kR5R3T3T4T1T5b1c1ABC1V0.3v“0”uouo 5-ube3-ube4=3.6V 高電平！高電平！邏輯關系：邏輯關系：任任0則則1。工作

16、原理工作原理 5VT2、T5截止截止,T3、T4導通導通T2 截止使截止使 uC2 VCC = 5 V+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC“1”全導通全導通電位被鉗電位被鉗在在2.1V全反偏全反偏 1V截止截止2. 輸入全為高電平（輸入全為高電平（3.6V）時）時工作原理工作原理T1 發(fā)射結反偏而集電極正偏，發(fā)射結反偏而集電極正偏，稱稱處于倒置放大狀態(tài)。處于倒置放大狀態(tài)。這時這時 V2、V5 飽和。飽和。 uC2 = UCE2(sat) + uBE5 = 0.3 V + 0.7 V = 1 V使使 V3 導通，而導通，而 V4 截止。截止。 V4 截止使截止使 V

17、5 的等效集電極電阻的等效集電極電阻很大，使很大，使 IB5 IB5(sat) ，因此，因此 V5 深深度飽和。度飽和。+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC全反偏全反偏“1”飽和飽和uF =0.3V邏輯關系：邏輯關系：全全1則則0。CBAF 工作原理工作原理數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院TTL集成門電路集成門電路電壓傳輸特性電壓傳輸特性測試電路測試電路&+5Vuiuo3.2 TTL3.2 TTL邏輯門電路邏輯門電路數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學

18、與工程學院3.2 TTL3.2 TTL邏輯門電路邏輯門電路電壓傳輸特性電壓傳輸特性TTL集成門電路集成門電路THV0ABCDE3.02.01.00.5 1.0 1.5vO/VvI/V與非門處于關門狀態(tài)。與非門處于關門狀態(tài)。與非門處于開與非門處于開門狀態(tài)。門狀態(tài)。 轉折區(qū)中點對應的輸入電轉折區(qū)中點對應的輸入電壓壓VTH稱為稱為閾值電壓閾值電壓或或門檻電門檻電壓壓，約，約1.4V。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院下面介紹與下面介紹與電壓傳輸特電壓傳輸特性有關的主要參數(shù)：性有關的主要參數(shù)：有關參數(shù)有關參數(shù) 0uO/VuI/V0.31

19、.02.03.03.61.02.0ADEBUOHUOL電壓傳輸特性曲線電壓傳輸特性曲線標準高電平標準高電平 USH 當當 uO USH 時，則認為輸出高時，則認為輸出高電平，通常取電平，通常取 USH = 3 V。 標準低電平標準低電平 USL當當 uO USL 時，則認為輸出低時，則認為輸出低電平，通常取電平，通常取 USL = 0.3 V。 關門電平關門電平 UOFF保證輸出保證輸出不小于不小于標準高電平標準高電平USH 時時,允許的輸入低電平的最大值。允許的輸入低電平的最大值。開門電平開門電平 UON保證輸出保證輸出不高于不高于標準低電平標準低電平USL 時時,允許的輸入高電平的最小值。

20、允許的輸入高電平的最小值。閾值電壓閾值電壓 UTH轉折區(qū)中點對應的輸入電壓，轉折區(qū)中點對應的輸入電壓，又稱門檻電平。又稱門檻電平。USH = 3VUSL = 0.3VUOFFUONUTH近似分析時認為：近似分析時認為：uI UTH，則與非門開通，則與非門開通， 輸出低電平輸出低電平UOL；uI UTH，則與非門關閉，則與非門關閉， 輸出高電平輸出高電平UOH。C數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院輸入負載特性測試電路輸入負載特性測試電路 輸入負載特性輸入負載特性曲線曲線0uI /VR1/k UOFF1.4FNROFFRONRONR

21、OFFUOFF輸入端負載特性輸入端負載特性(1) (1) 關門電阻關門電阻ROFF 在保證門電路輸出為額定高電平的條件下，在保證門電路輸出為額定高電平的條件下，所允許所允許RI 的最大值稱為關門電阻。典型的的最大值稱為關門電阻。典型的TTLTTL門電路門電路ROFF 0.7k 0.7k。 (2) (2) 開門電阻開門電阻RON 在保證門電路輸出為額定低電平的條件在保證門電路輸出為額定低電平的條件下，所允許下，所允許RI 的最小值稱為開門電阻。典型的的最小值稱為開門電阻。典型的TTLTTL門電路門電路RON 2k 2k。 數(shù)字電路中要求輸入負載電阻數(shù)字電路中要求輸入負載電阻RI RON或或RI

22、ROFF ，否則輸入信號，否則輸入信號將不在高低電平范圍內。將不在高低電平范圍內。負載電流流入與負載電流流入與非門的輸出端。非門的輸出端。 負載電流從與非門負載電流從與非門的輸出端流向外負載。的輸出端流向外負載。負載電流流入驅動門負載電流流入驅動門IOL負載電流流出驅動門負載電流流出驅動門IOH輸入均為輸入均為高電平高電平 輸入有輸入有低電平低電平 輸出為低電平輸出為低電平 輸出為高電平輸出為高電平 灌電流負載灌電流負載拉電流負載拉電流負載 不管是灌電流負載還是拉電流負載，負載不管是灌電流負載還是拉電流負載，負載電流都不能超過其最大允許電流，否則將導致電流都不能超過其最大允許電流，否則將導致電

23、路不能正常工作，甚至燒壞門電路。電路不能正常工作，甚至燒壞門電路。實用中常用實用中常用扇出系數(shù)扇出系數(shù) NOL 表示電路負載能力。表示電路負載能力。門電路輸出低電平時允許帶同類門電路的個數(shù)。門電路輸出低電平時允許帶同類門電路的個數(shù)。 通常按照負通常按照負載電流的流向將載電流的流向將與非門負載分為與非門負載分為 灌電流負載灌電流負載 拉電流負載拉電流負載 輸出端負載特性輸出端負載特性數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院IiH1IiH3IOH前級輸出為前級輸出為 高電平時：高電平時：+5VR4R2R5T3T4T1前級前級T1T1IiH

24、221iHiHOHIII拉拉電電流流輸出端負載特性輸出端負載特性數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院T1T1T1+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1前級前級IOLIiL1IiL2IiL3前級輸出為低電平時：前級輸出為低電平時：21iLiLOLIII灌灌電電流流輸出端負載特性輸出端負載特性數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院例：例：某某TTL門電路，最大灌入電流門電路，最大灌入電流IOL=10mA, 最大最大 拉出電流拉出電流IOH=1mA, 輸入低電平電流輸入低

25、電平電流IIL1.0mA, 輸入高電平電流輸入高電平電流IIH80A。求該門電路的扇出。求該門電路的扇出 系數(shù)。系數(shù)。解：解：輸出為高電平時的扇出系數(shù)：輸出為高電平時的扇出系數(shù)：輸出為低電平時的扇出系數(shù)：輸出為低電平時的扇出系數(shù)：所以該門電路的扇出系數(shù)為所以該門電路的扇出系數(shù)為10。OLILI10=10I1OHIHI1000=25I80輸入端負載特性輸入端負載特性 由于三極管存在開關時間，元、器件由于三極管存在開關時間，元、器件及連線存在一定的寄生電容，因此輸入矩及連線存在一定的寄生電容，因此輸入矩形脈沖時，輸出脈沖將延遲一定時間。形脈沖時，輸出脈沖將延遲一定時間。 輸入信號輸入信號UOm0.

26、5 UOm0.5 UImUIm輸出信號輸出信號l 輸入電壓波形下降沿輸入電壓波形下降沿 0.5 UIm 處到輸出電壓上升沿處到輸出電壓上升沿 0.5 Uom處間隔的時間稱處間隔的時間稱截止延遲時間截止延遲時間 tPLH。 l 輸入電壓波形上升沿輸入電壓波形上升沿 0.5 UIm 處到輸出電壓下降沿處到輸出電壓下降沿 0.5 Uom處間隔的時間稱處間隔的時間稱導通延遲時間導通延遲時間 tPHL L。平均傳輸延遲時間平均傳輸延遲時間 tpd 2PLHPHLpdttt tPHLtPLH tpd 越小，則門電路越小，則門電路開關速度越高，工作開關速度越高，工作頻率越高。頻率越高。 0.5 UIm0.5

27、 UOm傳輸時間延遲傳輸時間延遲數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院一、一、 問題的提出問題的提出標準標準TTL與非門進行與運算與非門進行與運算:&ABEF&CD&G1&ABEF&CDG 能否能否“線與線與”？（Open Collector)ABCDEFEFCDABFEG 集電極開路門（集電極開路門（OC門）門）3.2 TTL3.2 TTL邏輯門電路邏輯門電路+5VR4R2T3T4T5R3TTL與非門的輸出電阻與非門的輸出電阻很低。這時，直接線與很低。這時，直接線與會使電流會使電流 i 劇烈

28、增加。劇烈增加。i 功耗功耗 T4熱擊穿熱擊穿UOL 與非門與非門2：不允許直接不允許直接“線與線與”與非門與非門1 截止截止與非門與非門2 導通導通UOHUOL與非門與非門1：i+5VR4R2T3T4T5R3問題：問題：TTL與非門能否直接線與？與非門能否直接線與？數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院RLUCC集電極懸空集電極懸空+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 RL 。特點：特點：RL 和和UCC 可以外接可以外接,只要只要RL的數(shù)值選擇得當，就能做

29、的數(shù)值選擇得當，就能做到既保證輸出高、低電平符合要求，又能做到輸出級三級管到既保證輸出高、低電平符合要求，又能做到輸出級三級管不過載。不過載。F = ABC集電極開路門（集電極開路門（OC門）門）OC門門F數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院 相當于與門作用。相當于與門作用。 因為因為 Y1、Y2 中有低電中有低電平時，平時，Y 為低電平；只有為低電平；只有 Y1、Y2 均為高電平時，均為高電平時，Y才為高電平，故才為高電平，故 Y = Y1 Y2。實現(xiàn)線與實現(xiàn)線與兩個或多個兩個或多個 OC 門的輸出端直接相連，門的輸出端直接相連

30、，相當于將這些輸出信號相與，稱為線與。相當于將這些輸出信號相與，稱為線與。 YCDABCDABY 集電極開路門（集電極開路門（OC門）門）數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院外接負載電阻外接負載電阻R RL L的計算的計算(max)(,LIHOHOHCCLOHIHOHLCCOHOIHOHRmInIVVRVmInIRVVVIIOC 所所以以則則為為保保證證負負載載輸輸入入電電流流為為截截止止漏漏電電流流為為門門同同時時截截止止，集電極開路門（集電極開路門（OC門）門）IOHIIH數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機

31、科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院(min),LILLMOLCCLLLOLOILLMRImIVVRRIVVIIOCOC 不不能能太太小小所所以以不不過過大大，且且為為保保證證負負載載門門輸輸入入電電流流為為流流為為門門飽飽和和時時允允許許的的最最大大電電門門導導通通，當當僅僅一一個個集電極開路門（集電極開路門（OC門）門）外接負載電阻外接負載電阻R RL L的計算的計算IIL數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院1G3G4G5GY2GLRCCV外接負載電阻外接負載電阻R RL L的計算的計算C CO HL (m ax)O

32、 HIHVVRnIm IC CO LL (m in )L MI LVVRImI532.6320.290.04kk 50 .40 .3 51 631kk數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院OCOC門驅動應用門驅動應用 例例 下圖為用下圖為用 OC 門驅動發(fā)光二極管門驅動發(fā)光二極管 LED 的顯示電路。的顯示電路。 已知已知 LED 的正向導通壓降的正向導通壓降 UF = 2V，正向工作電流，正向工作電流 IF = 10 mA，為保證電路正常工作，試確定，為保證電路正常工作，試確定 RC 的值。的值。解解：為保證電路正常工作，應滿足為

33、保證電路正常工作，應滿足FCOLFV5CIRUUIR mA 10V 3 . 0V 2V 5 C R即即因此因此RC = 270 分析：分析：該電路只有在該電路只有在 A、B 均為均為高電平，使輸出高電平，使輸出 uO 為低電平時，為低電平時，LED 才導通發(fā)光；否則才導通發(fā)光；否則 LED 中無電流流通，不發(fā)光。中無電流流通，不發(fā)光。 要使要使 LED 發(fā)光，應滿足發(fā)光，應滿足IRc IF = 10 mA。數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)湖南科技大學計算機科學與工程學院湖南科技大學計算機科學與工程學院TTLCMOSRLVDD+5 VOCOC門實現(xiàn)電平轉換門實現(xiàn)電平轉換 TTL 與非門有時需要驅動其他種類門電路，而不與非門有時需要驅動其他種類門