第二章 門電路 數(shù)字電路基礎(chǔ)

數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程第二章

門電路2.1半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管的開關(guān)特性2.2分立元器件門電路2.3

CMOS集成門電路2.4

TTL集成門電路概述門電路是用來實(shí)現(xiàn)基本邏輯關(guān)系的電子電路，它是數(shù)字電路中最基本的單元。門電路的主要類型有：與門、或門、與非門、或非門、異或門等。2.1.1理想開關(guān)的開關(guān)特性一、靜態(tài)特性1.斷開2.閉合2.1半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管的開關(guān)特性SAK二、動態(tài)特性1.開通時間：2.關(guān)斷時間：閉合）（斷開斷開）（閉合普通開關(guān)：靜態(tài)特性好，動態(tài)特性差半導(dǎo)體開關(guān)：靜態(tài)特性較差，動態(tài)特性好幾百萬/秒幾千萬/秒SAK2.1.2半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性一、靜態(tài)特性1.外加正向電壓(正偏)二極管導(dǎo)通(相當(dāng)于開關(guān)閉合)2.外加反向電壓(反偏)二極管截止(相當(dāng)于開關(guān)斷開)硅二極管伏安特性陰極A陽極KPN結(jié)-AK+P區(qū)N區(qū)++++++++--------正向?qū)▍^(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)0.50.7/mA/V0D+-+-二極管的開關(guān)作用：[例]uO=0VuO=2.3V電路如圖所示，試判別二極管的工作狀態(tài)及輸出電壓。二極管截止二極管導(dǎo)通[解]D0.7V+-二、動態(tài)特性1.二極管的電容效應(yīng)結(jié)電容C

j擴(kuò)散電容CD2.二極管的開關(guān)時間電容效應(yīng)使二極管的通斷需要一段延遲時間才能完成tt00(反向恢復(fù)時間)≤ton—開通時間toff—關(guān)斷時間一、靜態(tài)特性NPN2.1.3半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性發(fā)射結(jié)集電結(jié)發(fā)射極emitter基極base集電極collectorbiBiCec(電流控制型)1.結(jié)構(gòu)、符號和輸入、輸出特性(2)

符號NNP(Transistor)(1)

結(jié)構(gòu)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)iE(3)

輸入特性(4)輸出特性O(shè)IB/AiC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAiB=0024684321飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)發(fā)射結(jié)正偏放大i

C=

iB集電結(jié)反偏飽和

iC

＜

iB兩個結(jié)正偏I(xiàn)

CS=

IBS臨界截止iB≈0,iC≈0電流關(guān)系狀態(tài)

條件兩個結(jié)反偏Je正偏Jc零偏或Je正向電壓<0.5V極限參數(shù)限定BJT的安全工作區(qū)ICUCEO1.集電極最大允許電流ICM在IC=ICM

時，

值下降到額定值的三分之二。ICM過流區(qū)2.集電極最大允許耗散功率

PCMICUCE>PCM為過損耗區(qū)過損耗區(qū)3.極間反向擊穿電壓U(BR)CEO：基極開路時，集電極和發(fā)射極之間的反向擊穿電壓。過壓區(qū)U(BR)CEO安全工作區(qū)2.開關(guān)應(yīng)用舉例發(fā)射結(jié)反偏T截止發(fā)射結(jié)正偏T導(dǎo)通+

RcRb+VCC

(12V)+uo

iBiCTuI3V-2V2k

2.3k

放大還是飽和？飽和導(dǎo)通條件：+

RcRb+VCC

+12V+uo

iBiCTuI3V-2V2k

2.3k

≤因?yàn)樗裕璕bRc+VCCbce＋－截止?fàn)顟B(tài)飽和狀態(tài)iB≥IBSui=UIL<0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3V＋－RbRc+VCCbce＋－＋＋－－0.7V0.3V靜態(tài)開關(guān)特性二、動態(tài)特性3-2t00.9ICS0.1ICSt030.3t02.1.4MOS管的開關(guān)特性MOS（Metal–Oxide–Semiconductor）金屬

–

氧化物

–

半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET特點(diǎn)：輸入電阻可達(dá)109

以上。類型N溝道P溝道增強(qiáng)型耗盡型增強(qiáng)型耗盡型UGS=0時漏源間存在導(dǎo)電溝道稱耗盡型場效應(yīng)管；UGS=0時漏源間不存在導(dǎo)電溝道稱增強(qiáng)型場效應(yīng)管。N溝道增強(qiáng)型MOSFET增強(qiáng)型NMOS管的結(jié)構(gòu)示意圖(立體圖)簡稱增強(qiáng)型NMOS管源極S漏極D柵極GSiO2絕緣層SiO2SiO2N+型半導(dǎo)體耗盡區(qū)

利用摻雜濃度較低的P型硅片作基片（襯底），并引出電極襯底B

在兩個高摻雜濃度的N型半導(dǎo)體上引出兩個電極：源極S、漏極D。在SiO2絕緣層上沉積出鋁層并引出柵極G。P襯底金屬襯底B由于柵極和源極、漏極、襯底之間相互絕緣，故稱絕緣柵場效應(yīng)管。由于管子是金屬—氧化物—半導(dǎo)體構(gòu)成，故簡稱MOS場效應(yīng)管。增強(qiáng)型NMOS管的工作原理(一)uGS對iD及導(dǎo)電溝道的控制作用

1.uGS=0增強(qiáng)型NMOS管的漏極d和源極s之間有兩個背靠背的PN結(jié)即使加上漏-源電壓uDS，而且不論uDS的極性如何，總有一個PN結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏-源極間沒有導(dǎo)電溝道，只有很小的漂移電流。這時漏極電流iD≈0。

2.uGS>0但uGS<UT

（在柵-源極間加上正向電壓）柵極和襯底之間的SiO2絕緣層中產(chǎn)生一個垂直于半導(dǎo)體表面的由柵極指向襯底的電場;這個電場能排斥空穴而吸引電子，因而使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥，剩下不能移動的受主離子(負(fù)離子)，形成耗盡層，同時P襯底中的電子（少子）被吸引到襯底表面。

當(dāng)uGS數(shù)值較小，吸引電子的能力不強(qiáng)時，漏-源極之間仍無導(dǎo)電溝道出現(xiàn)

3.uGS繼續(xù)增加uGS增加時，吸引到P襯底表面的電子就增多，當(dāng)uGS達(dá)到某一數(shù)值時，這些電子在柵極附近的P襯底表面便形成一個N型薄層，且與兩個N+區(qū)相連通，在漏-源極間形成N型導(dǎo)電溝道，其導(dǎo)電類型與P襯底相反，故又稱為反型層;uGS越大，電場越強(qiáng)，吸引到P襯底表面的電子就越多，導(dǎo)電溝道越厚，溝道電阻越小。開始出現(xiàn)反型層時的柵-源電壓稱為開啟電壓，用UT表示。

綜上：增強(qiáng)型NMOS管在uGS＜UT時，不能形成導(dǎo)電溝道，管子處于截止?fàn)顟B(tài)；只有當(dāng)uGS≥UT時，才有溝道形成，此時在漏-源極間加上正向電壓uDS，才有漏極電流產(chǎn)生。而且uGS增大時，溝道變厚.必須在uGS≥UT時才能形成導(dǎo)電溝道的MOS管稱為增強(qiáng)型MOS管。增強(qiáng)型NMOS管的符號箭頭方向從P區(qū)指向N型溝道

(二)uDS對iD的影響(當(dāng)uGS>UT且為一確定值時)當(dāng)uDS=0時，溝道里沒有電子的定向運(yùn)動，iD=0；當(dāng)uDS＞0但較小（uDS<uGS–UT

）時，uGD=uGS–uDS

(uGD>UT)，源漏極兩端溝道的厚度不相等。漏極電流iD沿溝道產(chǎn)生的電壓降使溝道內(nèi)各點(diǎn)與柵極間的電壓不再相等，靠近源極一端的電壓最大，這里溝道最厚；而漏極一端電壓最小，其值為因而這里溝道最薄。所以iD隨uDS近似呈線性變化。圖(a)隨著uDS的增大，靠近漏極的溝道越來越薄，當(dāng)uDS增加到使uGD=uGS-uDS=UT(或uDS=uGS-UT)時，溝道在漏極一端出現(xiàn)預(yù)夾斷，即只要uDS再增加一點(diǎn)，溝道就被夾斷，成為耗盡區(qū)。圖(b)

再繼續(xù)增大uDS，(uGD<UT)夾斷點(diǎn)將向源極方向移動，圖(c)。由于uDS的增加部分幾乎全部降落在夾斷區(qū)(此處電阻大)

，而對溝道的橫向電場影響不大，溝道也從此基本恒定下來。故iD幾乎不隨uDS增大而增加，管子進(jìn)入飽和區(qū)(或恒流區(qū)、放大區(qū))，iD幾乎僅由vGS決定。圖(b)圖(c)輸出特性曲線：當(dāng)uDS=0時，漏極電流ID=0。當(dāng)uDS較小時，源漏極兩端溝道的寬度不相等，如圖(a)iD隨uDS的增大而增大，為曲線上升部分，即可變電阻區(qū)(RON:幾百歐)當(dāng)uDS增大到使uGD=UT時，產(chǎn)生臨界狀態(tài)（圖b），臨界狀態(tài)稱為預(yù)夾斷，此時uDS=uGS-UT。當(dāng)uDS繼續(xù)增大，耗盡區(qū)向源極擴(kuò)展（圖c），uDS增加值主要降落在耗盡區(qū)上，iD增加很少，即為恒流區(qū)。在恒流區(qū)內(nèi)，電流iD只受uGS控制，uGS越大，飽和電流越大，輸出特性為一組受uGS控制的近似平行線。轉(zhuǎn)移特性曲線：特點(diǎn)：

①當(dāng)0<uGS≤UT時，iD=0。盡管uGS>0,但無柵流

②當(dāng)uGS>UT時，導(dǎo)電溝道形成，iD>0。（iD為10μA）

外加正柵壓越大，溝道越寬，溝道電阻越小，iD越大，NMOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)開啟電壓UTNMOS管的UT為正值，一般在2~5V之間耗盡型NMOS管的結(jié)構(gòu)示意圖N溝道耗盡型MOSFET

耗盡型NMOS管在制造過程中就形成了導(dǎo)電溝道，即uGS=0時就有導(dǎo)電溝道，所以只要uDS>0，漏極就有電流。耗盡型NMOS管的符號箭頭方向從P型溝道指向N區(qū)

輸出特性曲線：如果在柵極上加上正電壓，指向襯底的電場將增強(qiáng)，溝道加寬。uGS越大，溝道越寬，漏極電流越大。當(dāng)uGS<0時，電場減弱，溝道變窄，漏極電流減小。uGS可正可負(fù)當(dāng)uGS小到某一值時，原始溝道消失，漏極電流趨近于零，管子截止。這個臨界的負(fù)電壓稱為夾斷電壓（UP）。夾斷電壓UP轉(zhuǎn)移特性曲線：(電壓控制型)一、靜態(tài)特性1.結(jié)構(gòu)和特性：(1)N溝道柵極

G漏極

DB源極

S3V4V5VuGS=6ViD/mA42643210uGS/ViD/mA43210246810uDS/V可變電阻區(qū)恒流區(qū)UTNiD開啟電壓UTN=2V+-uGS+-uDS襯底漏極特性轉(zhuǎn)移特性uDS=6V截止區(qū)P溝道增強(qiáng)型MOS管與N溝道有對偶關(guān)系。(2)P溝道柵極

G漏極

DB源極

SiD+-uGS+-uDS襯底iD/mAiD/mA-2-40-1-2-3-40-10-8-6-4-2-3V-4V-5VuGS=-6V-1-2-3-4-6uGS/VuDS/V可變電阻區(qū)恒流區(qū)

漏極特性

轉(zhuǎn)移特性截止區(qū)UTPuDS=-6V開啟電壓UTP=-2V參考方向2.MOS管的開關(guān)作用：(1)N溝道增強(qiáng)型MOS管+VDD+10VRD20k

BGDSuIuO+VDD+10VRD20k

GDSuIuO開啟電壓UTN=2ViD+VDD+10VRD20k

GDSuIuORONRD(2)P溝道增強(qiáng)型MOS管-VDD-10VRD20k

BGDSuIuO-VDD-10VRD20k

GDSuIuO開啟電壓UTP=-2V-VDD-10VRD20k

GDSuIuOiDuYuAuBR0D2D1+VCC+10V2.2分立元器件門電路2.2.1二極管與門和或門一、二極管與門3V0V符號:與門（ANDgate)ABY&0V0VUD=0.7V0V3V3V0V3V3V真值表ABY000110110001Y=AB電壓關(guān)系表uA/VuB/VuY/VD1D200033033導(dǎo)通導(dǎo)通0.7導(dǎo)通截止0.7截止導(dǎo)通0.7導(dǎo)通導(dǎo)通3.7二、二極管或門uY/V3V0V符號:或門（ANDgate)ABY≥10V0VUD=0.7V0V3V3V0V3V3VuYuAuBROD2D1-VSS-10V真值表ABY000110110111電壓關(guān)系表uA/VuB/VD1D200033033導(dǎo)通導(dǎo)通-0.7截止導(dǎo)通2.3導(dǎo)通截止2.3導(dǎo)通導(dǎo)通2.3Y=A+B正與門真值表正邏輯和負(fù)邏輯的對應(yīng)關(guān)系：ABY000110110001負(fù)或門真值表ABY111001001110同理：正或門負(fù)與門課后復(fù)習(xí)：二極管的開關(guān)特性、二極管與門和或門一、半導(dǎo)體三極管非門T截止T導(dǎo)通2.2.2三極管非門（反相器）飽和導(dǎo)通條件:+VCC+5V1k

RcRbT+-+-uIuO4.3k

β

=30iBiCT飽和因?yàn)樗噪妷宏P(guān)系表uI/VuO/V0550.3真值表0110AY符號函數(shù)式+VCC+5V1k

RcRbT+-+-uIuO4.3k

β

=30iBiC三極管非門:AY1AY課后復(fù)習(xí)：三極管的開關(guān)特性、三極管非門二、MOS三極管非門MOS管截止2.MOS管導(dǎo)通（在可變電阻區(qū)）真值表0110AY+VDD+10VRD20k

BGDSuIuO1.+-uGS+-uDS故課后復(fù)習(xí)：MOS管的開關(guān)特性及非門2.4TTL集成門電路（Transistor—TransistorLogic）一、電路組成及工作原理+VCC(5V)R1uIuo4k

AD1T1T2T3T4DR21.6k

R31k

R4130

Y輸入級中間級輸出級D1—保護(hù)二極管防止輸入電壓過低。當(dāng)uI<-0.7V時，D1

導(dǎo)通，uI

被鉗制在-0.7V，不可能繼續(xù)下降。1.電路組成

因?yàn)镈1只起保護(hù)作用，不參加邏輯判斷，為了便于分析，今后在有些電路中將省去。2.4.1TTL反相器2.工作原理+VCC(5V)R1uIuo4k

AT1T2T3T4DR21.6k

R31k

R4130

Y0VT1的基極電壓無法使

T2和T4

的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通T1深度飽和T2、T4截止，iC1=0RL拉電流T3、D

導(dǎo)通0V3.6V0V0.7V0V負(fù)載的等效電阻iC15V因?yàn)樗詣t+VCC(5V)R1uIuo4k

AT1T2T3T4DR21.6k

R31k

R4130

Y假設(shè)T1導(dǎo)通

則T1的集電結(jié)和T2、T4的發(fā)射結(jié)(3個PN結(jié))導(dǎo)通ebcT1正常放大時:發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，即uC>uB>uE現(xiàn)在

:uE>uB>uC，即發(fā)射結(jié)反偏集電結(jié)正偏倒置放大iii=βiib=(1+βi)ib4.3Vc

e

3.6V1.4V0.7V2.1V1.4V+VCC(5V)R1uIuo4k

AT1T2T3T4DR21.6k

R31k

R4130

YT1倒置放大狀態(tài)假設(shè)T2飽和導(dǎo)通T3、D均截止(設(shè)β1~β4=20)T2飽和的假設(shè)成立0.3ViB21VICS2iB10.7V2.1V因?yàn)?.6ViE1+VCC(5V)R1uIuo4k

AT1T2T3T4DR21.6k

R31k

R4130

YT1倒置放大狀態(tài)T2飽和，T3、D均截止3.62.11.40.71T4的工作狀態(tài)：導(dǎo)通放大還是飽和？iB2ICS2iB1iE1iE2iB4iR3又因?yàn)?/p>

T3、D

均截止，即T4

深度飽和：uO=UCES4≤0.3V（無外接負(fù)載）若外接負(fù)載RL

：RL+VCC0.3所以2.4.2TTL與非門和其他邏輯門電路

b1=A?B?C

c1+5VR1T1b1ABCc1AB+5Vb1R1C等效電路T1—多發(fā)射極晶體管：實(shí)現(xiàn)“與”運(yùn)算。+VCC+5VR14k

AD2T1T2T3T4DR21.6k

R31k

R4130

Y輸入級中間級輸出級D1BT1—多發(fā)射極三極管1.A、B只要有一個為00.3V1VT2、T4截止5VT3、D

導(dǎo)通一、TTL與非門RL3.6V區(qū)別：T1改為多發(fā)射極三極管。+VCC+5V4k

AD2T1T2T3T4D1.6k

1k

130

Y輸入級中間級輸出級D1BR1R2R3R43.6V3.6V0.7V1V0.3V4.3V2.1V2.A、B

均為1理論：實(shí)際：T2、T4飽和導(dǎo)通T3、D

截止uO=UCES4≤0.3VTTL與非門RL+VCC+VCC+5V4k

AD2T1T2T3T4D1.6k

1k

130

Y輸入級中間級輸出級D1BR1R2R3R4TTL與非門整理結(jié)果：1110ABY00011011AB&2.4.3TTL集電極開路門和三態(tài)門一、集電極開路門—OC門(OpenCollectorGate)問題的提出標(biāo)準(zhǔn)TTL與非門進(jìn)行與運(yùn)算:&ABEF&CD&G1AB

CD&ABEF&CDG

能否“線與”？G=E

F=AB

CD

EF

EF問題：TTL與非門的輸出電阻很低。i功耗與非門截止：

T4熱擊穿iUOL與非門導(dǎo)通：

不允許&ABEF&CDG與非門截止與非門導(dǎo)通+5VR4R2T3T4T5100

750

3K

R3UOH+5VR4R2T3T4T5100

750

3K

R3UOLOC門結(jié)構(gòu)+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC去掉T3,T4標(biāo)準(zhǔn)TTL與非門

可以斷開+VCC+5VR1AD2T1T2T4R2R3YD1B1.電路組成及符號+V

CCRC外接YAB&+V

CCRCOC門必須外接負(fù)載電阻和電源才能正常工作。2.OC門的主要特點(diǎn)可以線與二、輸出三態(tài)門–TSL門(Three-StateLogic)(1)使能端低電平有效1.電路組成+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3使能端(2)使能端高電平有效1ENYA&BENYA&BENEN以使能端低電平有效為例：2.三態(tài)門的工作原理P=1（高電平）

電路處于正常工作狀態(tài)：D3

截止，（Y=0或1）+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3P=0(低電平)D3

導(dǎo)通

T2

、T4截止uQ≤1VT3、D截止輸出端與上、下均斷開—高阻態(tài)記做

Y=Z作業(yè)：P108題2－20課后復(fù)習(xí)：TTLOC門和三態(tài)門的邏輯符號、特性及應(yīng)用2.3CMOS集成門電路2.3.1CMOS反相器（1）uA＝0V時，TN截止，TP導(dǎo)通。輸出電壓uY＝VDD＝10V。（2）uA＝10V時，TN導(dǎo)通，TP截止。輸出電壓uY＝0V。2.3.2CMOS與非門、或非門、與門和或門一、CMOS與非門①A、B當(dāng)中有一個或全為低電平時，TN1、TN2中有一個或全部截止，TP1、TP2中有一個或全部導(dǎo)通，輸出Y為高電平。②只有當(dāng)輸入A、B全為高電平時，TN1和TN2才會都導(dǎo)通，TP1和TP2才會都截止，輸出Y才會為低電平。二、CMOS或非門①只要輸入A、B當(dāng)中有一個或全為高電平，TP1、TP2中有一個或全部截止，TN1、TN2中有一個或全部導(dǎo)通，輸出Y為低電平。②只有當(dāng)A、B全為低電平時，TP1和TP2才會都導(dǎo)通，TN1和TN2才會都截止，輸出Y才會為高電平。與門Y=AB=AB或門Y=A+B=A+B三、CMOS與門和或門2.3.3CMOS與或非門和異或門一、CMOS與或非門二、CMOS異或門2.3.4、CMOS傳輸門、TSL門和OD門一、CMOS傳輸門①C＝0、，即C端為低電平（0V）、端為高電平（＋VDD）時，TN和TP都不具備開啟條件而截止，輸入和輸出之間相當(dāng)于開關(guān)斷開一樣。②C＝1、，即C端為高電平（＋VDD）、端為低電平（0V）時，TN和TP都具備了導(dǎo)通條件，輸入和輸出之間相當(dāng)于開關(guān)接通一樣，uo＝ui。二、CMOSTSL門①E=1時，TP2、TN2均截止，Y與地和電源都斷開了，輸出端呈現(xiàn)為高阻態(tài)。②E=0時，TP2、TN2均導(dǎo)通，TP1、TN1構(gòu)成反相器?？梢婋娐返妮敵鲇懈咦钁B(tài)、高電平和低電平3種狀態(tài)，是一種三態(tài)門。三、CMOSOD門1.3.2TTL與非門外特性和參數(shù)測試電路一、電壓傳輸特性：UO

UI&+5VUIUOR簡化的傳輸特性(UO

UI)曲線—二值性曲線UOHUOLUIHUIL1.4UTUO(V)UI(V)1231230截止區(qū)(T5：關(guān)門)轉(zhuǎn)折區(qū)(過渡區(qū))飽和區(qū)(T5：開門)閾值電壓:UT=1.4V

門檻電壓(Threshold)+5VFR4R2R13k

T2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC100

750

360

3K

通用：UOH2.4V

，

UOL

0.4V

典型值：

輸出高電平UOH=3.4V

輸出低電平UO

L

=0.3V

閾值電壓

UT

=1.4V1.輸出端2.輸入端：

典型值：輸入高電平

UIH=3.4V

輸入低電平

UIL

=0.3V

通用：UI

UT

UI=“1”，與非門開門

UO

L

；

UI<UT

UI=“0”，與非門關(guān)門

UOH

。

典型參數(shù)：二、輸入負(fù)載特性(UI

RI)

UIVRIC+5VR4R2R13k

b1100

750

FT2R5R3T3T4T1T5c1AB360

3K

UI=RIRI+R1(5-UBE1)=4.3RI3+RI例：RI=0.5K

UI=0.6V<UT

UI

為低電平當(dāng)RI較小時：設(shè)：T2、T5截止

截止R4T2R3c1T1+5VR13kT5b1RIUIR2R5T3T4F當(dāng)RI較小時：UI<UT,

T2、

T5截止，T3、T4導(dǎo)通：UF=UOH。T1+5VR13kb1RIUIR2R4R5T3T4UFRLF當(dāng)UI=UT時，T5將飽和導(dǎo)通:UF=UOL;此時RI=?求出：RI=1.45K

臨界電阻即:1.45K;1.4=RIRI+3(5-UBE1)

1.4V當(dāng)RI

1.45K

時

箝位UI=1.4V,UF=

UOL。1.45K

飽和UF=UOL+5VRIFR2R13kT2R3T1T5b1c12.1V1.4V0.7V20RI(K

)UI(V)12310.60.51.41.45多余輸入端處理：接+5V若懸空:UI=“1”輸入端并聯(lián)使用對應(yīng):UOH對應(yīng):UOLABCF

UIVRI&

RI

UI關(guān)系

:RI

1.45K

時:輸入端（UI）相當(dāng)于接“1”(高電平);RI<1.45K

時:輸入端（UI）相當(dāng)于接“0”(低電平);RI=

(輸入端懸空)時：相當(dāng)于接“1”

(高電平)。

三、扇出系數(shù)(fanout)

與非門輸出驅(qū)動同類門的個數(shù)：N8

。與非門的扇出系數(shù)一般是10?！獛ж?fù)載能力驅(qū)動器：扇出系數(shù)可以大于20。1.與非門輸出為高電平時：（UIL:T2、T5截止，T3、

T4導(dǎo)通。）

拉電流：IOH（幾百

)iORL(等效)拉電流能力：維持UOH時，所允許的最大拉電流值。+5VR4R2R5T3T4UOH2.與非門輸出為低電平時：iORL+5V(等效)灌電流：IOL約十幾mA灌電流能力：維持UOL時，所允許的最大灌電流值。+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1UOL四、動態(tài)特性tuiotuoo50%50%tp1tp2導(dǎo)通傳輸時間截止傳輸時間波形邊沿變壞延遲變化uo

平均傳輸時間（Propagationdelay)tpd=tp1+

tp22典型值：3

10ns§1.5MOS門電路一、MOS電路的特點(diǎn)：２、是電壓控制元件，靜態(tài)功耗小。3、允許電源電壓范圍寬（318V）。4、扇出系數(shù)大，抗噪聲容限大。優(yōu)點(diǎn)１、工藝簡單，集成度高。缺點(diǎn)：工作速度比TTL低。MOS門的開關(guān)作用MOS門

D、S極之間的開關(guān)狀態(tài)受UGS的控制增強(qiáng)型：N溝道P溝道UGS>

UT

>0

(開啟電壓）UGS<UT

DS斷開DS導(dǎo)通（幾百歐）UGS<UT<0

(開啟電壓）UGS>UTDS導(dǎo)通（幾百歐）DS斷開二、MOS門電路1.MOS反相器（非門）0VUDD1)UA=

0V:工作原理:2)UA=UDD:UGS

UT,T截止;UF=UDD,F=“1”。NMOS增強(qiáng)型+UDDFARDSGTUDD0VUGS>UT,T導(dǎo)通;UF

0V

,F=“0”。結(jié)構(gòu):0110真值表：

輸入輸出

AF0VUDDNMOS增強(qiáng)型UDD0V+UDDFARDSG邏輯式：F=1AF邏輯符號:有源負(fù)載的MOS反相器（非門）T2(負(fù)載管）T1(驅(qū)動管）邏輯式：F=AF+UDDDGSUGS=UDS>UT導(dǎo)通有源負(fù)載NMOS增強(qiáng)型AF+UDDT1

(非線性電阻)2.CMOS反相器CMOS電路Complementary-Symmetry

MOS互補(bǔ)對稱式MOST2(負(fù)載管）T1(驅(qū)動管）PMOS管NMOS管T1:ONT2:OFFOFFON同一電平:+UDDSDADSGF1)

結(jié)構(gòu)“0”(0V)UGS<UT<0導(dǎo)通+UDDSDAFDSGT2T1PMOSNMOSUGS<UT>0截止“1”(+UDD)2)

工作原理

UA=0V“0”(0V)UGS>UT<0截止+UDDSDADSGT2T1PMOSNMOSUGS>UT>0導(dǎo)通“1”(+UDD)F

UA=UDD

0VUDD真值表：AFT1T2

F+UDDSDADSGT2T11

導(dǎo)通截止0

0

截止導(dǎo)通11AF邏輯式：F=UDD0V優(yōu)點(diǎn)：靜態(tài)功耗小速度