數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)唐競(jìng)新門(mén)電路

第二章

門(mén)電路※

TTLIC結(jié)構(gòu)、原理和電氣特性

※

CMOSIC原理和電氣特性2.1分立元件門(mén)電路一、二極管門(mén)電路

二、三極管反相器

三、DTL門(mén)電路一、二極管門(mén)電路二極管與門(mén)二極管或門(mén)Vo=A·

BVo=A+B二、三極管反相器

1.電路形式

2.

靜態(tài)工作情況3.

箝位電路作用4.

帶負(fù)載能力分析電路形式：

T起開(kāi)關(guān)作用：T截止；

T飽和和

作用：抑制正向干擾靜態(tài)工作情況：時(shí),T基極,T可靠截止,時(shí)，求證,T飽和,輸出箝位電路作用：和

作用時(shí)刻：作用：a.

為一個(gè)恒定值（一定負(fù)載范圍內(nèi)）

b.帶載能力

c.開(kāi)關(guān)速度

帶負(fù)載能力分析：

時(shí),外拉電流時(shí),灌入電流

三、DTL門(mén)電路

電路靜態(tài)工作分析：不同輸入電平下,值確定比較大小DTL門(mén)電路的改進(jìn)電路

圖（a）電路：電平移動(dòng)，被箝位被反向偏置

圖（a）DTL門(mén)電路的改進(jìn)電路圖（b）電路：處于放大狀態(tài)，屬具有放大環(huán)節(jié)的DTL門(mén)。管輸入，輸出，使管圖（b）DTL門(mén)電路的改進(jìn)電路圖（c）電路：

，分相級(jí),有源負(fù)載

圖（C）輸出級(jí)為推拉結(jié)構(gòu)※靜態(tài)功耗下降；※輸出阻抗對(duì)稱性；※動(dòng)態(tài)響應(yīng)加快；

2.2TTL標(biāo)準(zhǔn)系列門(mén)電路

一、原理電路

※電路結(jié)構(gòu)：輸入級(jí)－邏輯與中間級(jí)－分相輸出級(jí)－驅(qū)動(dòng)※靜態(tài)工作情況：,深飽和，,截止和正偏置,倒置放大，,飽和和截止

※電位電流關(guān)系：

二、電氣特性討論1.電壓傳輸特性

ab段：截止區(qū)，，截止bc段：線形區(qū)，通，截止cd段：轉(zhuǎn)折區(qū)，，通de段：飽和區(qū)，，深飽和

門(mén)閾值電壓－轉(zhuǎn)折區(qū)中間電壓2.輸入特性3.輸入負(fù)載特性4.輸出特性4.輸出特性5.平均傳輸時(shí)間三、應(yīng)用注意四、例題分析

例1.例2.例3.2.3TTL其他系列IC(CT2000—4000)CT1000—4000系列重要參數(shù)電路參數(shù)CT1000200030004000閾值電壓(V)1.41.41.11.010639.5平均功耗(mW)1022192功率延遲積10013257192.4其他類型的TTLIC應(yīng)用三、其他邏輯功能門(mén)電路2、2－2輸入與或非門(mén)74S513.異或門(mén)74S86一.高閾值邏輯電路(HTLIC)

1.HTLIC特點(diǎn)

電源電壓+15V

閾值電壓高達(dá)7V

輸出邏輯擺幅大約達(dá)13V

靜態(tài)功耗大約為30~55mW/每門(mén)

平均傳輸時(shí)間長(zhǎng),約為160~200ns

2.5其他類型的BJT門(mén)電路2.典型電路3典型參數(shù)閾值電壓無(wú)源結(jié)構(gòu)有源結(jié)構(gòu)二、發(fā)射極耦合電路ECLIC特點(diǎn)速度快:為0.75~2.0ns扇出系數(shù)大,25輸出可實(shí)現(xiàn)線或邏輯擺幅小，約為0.8v靜態(tài)功耗大，每門(mén)約為25～40mW電源電壓：2典型電路邏輯表達(dá)式:邏輯符號(hào):3、線或結(jié)構(gòu)應(yīng)用三、集成注入邏輯電路（IILIC）IILIC特點(diǎn)集成度高，功耗低，單元工作電流僅為1nA多集電極輸出結(jié)構(gòu)，可以“線與”輸出擺幅低，約為0.6v速度慢，約為20～30ns扇出小，32.典型電路管共基接法：為本級(jí)恒流源，向管提供電流;又作為前級(jí)的集電極負(fù)載。管為多集電極管：實(shí)現(xiàn)入、出信號(hào)的反相；輸出可線與。3.典型應(yīng)用HTL、ECL、IILIC比較HTLECLIIL邏輯擺幅～13V0.8V(-0.9V~-1.75V)0.6V(0.7V~0.1V)8~10253160~2000.7~2.0線或20~30線與2.6CMOS集成門(mén)電路

CMOS－ComplementarySymmetryMetal

OxideSemiconductor

輸入高阻抗，高達(dá)以上功耗低,靜態(tài)功耗電源電壓范圍寬在3～18V邏輯擺幅大，達(dá)扇出大，No>50抗干擾，抗輻射能力強(qiáng)速度慢一、CMOSIC主要特點(diǎn)二、MOS管特性1.NMOS絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)

B襯底D漏極,S源極,G柵極電源偏置:2.NMOS增強(qiáng)型管轉(zhuǎn)移特性3.NMOS增強(qiáng)型管符號(hào)NMOS管PMOS管4.其他MOS管轉(zhuǎn)移特性NMOS耗盡型管PMOS增強(qiáng)型PMOS耗盡型管三、CMOS反相器1、原理電路2.電氣特性電壓傳輸特性輸入特性電壓傳輸特性輸出特性輸出特性510150.511.33.40.511.33.45101511060503.具有入端保護(hù)電路的CMOS反相器四CMOS門(mén)電路1、或非門(mén)（CC4001）和與非門(mén)（4011）電路其核心電路2、CMOS開(kāi)漏極電路(OD)原理電路

去掉上部Tp管，使漏極D開(kāi)路使用條件：外接上拉電阻和電源主要應(yīng)用：輸出線與實(shí)現(xiàn)邏輯電平移位

3.CMOS傳輸門(mén)

CMOSTG原理電路和邏輯符號(hào)*

管對(duì)稱，數(shù)據(jù)可雙向傳送。*傳送模擬量的范圍之間。模擬開(kāi)關(guān)原理電路和邏輯符號(hào)TG+反相器→模擬開(kāi)關(guān)Sw

4.CMOS三態(tài)門(mén)(TS)

控制上下溝道的導(dǎo)通和截止,實(shí)現(xiàn)三態(tài)輸出

1

Z001010

1

Z000011或非門(mén)和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)的三態(tài)電路

0

Z100111用與非門(mén)控制電路用傳輸門(mén)TG控制的三態(tài)的電路

1

Z