《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》第五版閻石第3章課件

1、門(mén)電路,第三章,本章總的要求： 熟練掌握TTL和CMOS集成門(mén)電路輸出與輸入間的邏輯關(guān)系、外部電氣特性，包括電壓傳輸特性、輸入特性、輸出特性和動(dòng)態(tài)特性等；掌握各類(lèi)集成電子器件正確的使用方法。 重點(diǎn)： TTL電路與CMOS電路的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn).,3.1 概述,門(mén)電路是用以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算的電子電路，與已經(jīng)講過(guò)的邏輯運(yùn)算相對(duì)應(yīng)。常用的門(mén)電路在邏輯功能上有與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、與或非門(mén)、異或門(mén)等。,正邏輯：高電平表示邏輯1、低電平表示邏輯0。,負(fù)邏輯：高電平表示邏輯0、低電平表示邏輯1。,獲得高、低電平的基本方法：利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的 導(dǎo)通、截止（即開(kāi)、關(guān)）兩種工作狀態(tài)。,3.2 半導(dǎo)體二極管門(mén)

2、電路,3.2.1 半導(dǎo)體二極管的開(kāi)關(guān)特性,Ui0.5V時(shí)，二極管導(dǎo)通。,Ui0.5V時(shí)，二極管截止，iD=0。,ui0V時(shí)，二極管截止，如同開(kāi)關(guān)斷開(kāi)， uo0V。,ui5V時(shí)，二極管導(dǎo)通，如同0.7V的電壓源， uo4.3V。,當(dāng)外加電壓突然由正向變?yōu)榉聪驎r(shí)，存儲(chǔ)電荷反向電場(chǎng)的作用下，形成較大的反向電流。經(jīng)過(guò)ts后，存儲(chǔ)電荷顯著減少，反向電流迅速衰減并趨于穩(wěn)態(tài)時(shí)的反向飽和電流。,當(dāng)外加電壓由反向突然變?yōu)檎驎r(shí)，要等到PN結(jié)內(nèi)部建立起足夠的電荷梯度后才開(kāi)始有擴(kuò)散電流形成，因而正向電流的建立稍微滯后一點(diǎn)。,反向恢復(fù)時(shí)間 （幾納秒內(nèi)）,反向恢復(fù)時(shí)間即存儲(chǔ)電荷消失所需要的時(shí)間，它遠(yuǎn)大于正向?qū)ㄋ枰?/p>

3、時(shí)間。這就是說(shuō)，二極管的開(kāi)通時(shí)間是很短的，它對(duì)開(kāi)關(guān)速度的影響很小，以致可以忽略不計(jì)。,因此，影響二極管的開(kāi)關(guān)時(shí)間主要是 反向恢復(fù)時(shí)間，而不是開(kāi)通時(shí)間。,3.2.2 二極管與門(mén),Y=AB,3.2.3 二極管或門(mén),Y=A+B,3.3 CMOS門(mén)電路,3.3.1 MOS管的開(kāi)關(guān)特性,在CMOS集成電路中，以金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管)作為開(kāi)關(guān)器件。,一、MOS管的結(jié)構(gòu)和工作原理,金屬鋁,兩個(gè)N區(qū),SiO2絕緣層,P型襯底,導(dǎo)電溝道,N溝道增強(qiáng)型,源極,柵極,漏極,vGS=0時(shí),D、S間相當(dāng)于兩個(gè)背靠背的PN結(jié),不論D、S間有無(wú)電壓，均無(wú)法導(dǎo)通，不能導(dǎo)電。,vGS0時(shí),vGS足夠大時(shí)（vGSV

4、GS(th)），形成電場(chǎng)GB,把襯底中的電子吸引到上表面，除復(fù)合外，剩余的電子在上表面形成了N型層（反型層）為D、S間的導(dǎo)通提供了通道。,VGS(th)稱(chēng)為閾值電壓(開(kāi)啟電壓）,源極與襯底接在一起,N溝道,可以通過(guò)改變vGS的大小來(lái)控制iD的大小。,二、MOS管的輸入、輸出特性,對(duì)于共源極接法的電路，柵極和襯底之間被二氧化硅絕緣層隔離，所以柵極電流為零。,輸出特性曲線(xiàn) （漏極特性曲線(xiàn)）,夾斷區(qū)（截止區(qū)）,用途：做無(wú)觸點(diǎn)的、斷開(kāi)狀態(tài)的電子開(kāi)關(guān)。,條件：整個(gè)溝道都夾斷,特點(diǎn)：,可變電阻區(qū),特點(diǎn):(1)當(dāng)vGS 為定值時(shí),iD 是 vDS 的線(xiàn)性函數(shù)，管子的漏源間呈現(xiàn)為線(xiàn)性電阻，且其阻值受 vGS

5、控制。,（2）管壓降vDS 很小。,用途：做壓控線(xiàn)性電阻和無(wú)觸點(diǎn)的、閉合狀態(tài)的電子開(kāi)關(guān)。,條件：源端與漏端溝道都不夾斷,恒流區(qū)： (又稱(chēng)飽和區(qū)或放大區(qū)）,特點(diǎn):(1)受控性： 輸入電壓vGS控制輸出電流,(2)恒流性：輸出電流iD 基本上不受輸出電壓vDS的影響。,條件:(1)源端溝道未夾斷 (2)漏端溝道予夾斷,用途:可做放大器和恒流源。,三、MOS管的基本開(kāi)關(guān)電路,當(dāng)vI=vGSVGS(th)時(shí)，MOS管工作在截止區(qū)。D-S間相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)，vOvDD.,當(dāng)vIVGS(th)且vI繼續(xù)升高時(shí)，MOS管工作在可變電阻區(qū)。MOS管導(dǎo)通內(nèi)阻RON很小，D-S間相當(dāng)于閉合的開(kāi)關(guān),vO0。,四、M

6、OS管的四種基本類(lèi)型,在數(shù)字電路中，多采用增強(qiáng)型。,3.3.2 CMOS反相器工作原理,一、電路結(jié)構(gòu),當(dāng)NMOS管和PMOS管成對(duì)出現(xiàn)在電路中，且二者在工作中互補(bǔ)，稱(chēng)為CMOS管(意為互補(bǔ))。,vI=0,vo=“”,vI=1,vo=“”,靜態(tài)下，無(wú)論vI是高電平還是低電平，T1、T2總有 一個(gè)截止，因此CMOS反相器的靜態(tài)功耗極小。,二、電壓傳輸特性和電流傳輸特性,電 壓 傳 輸 特 性,閾值電壓VTH,T1導(dǎo)通T2截止,T2導(dǎo)通T1截止,T1T2同時(shí)導(dǎo)通,電 流 傳 輸 特 性,T2截止,T1截止,CMOS反相器 在使用時(shí)應(yīng)盡 量避免長(zhǎng)期工 作在BC段。,輸入低電平時(shí)噪聲容限：,在保證輸出高

7、、低電平基本不變的條件下,輸入電平的允許波動(dòng)范圍稱(chēng)為輸入端噪聲容限。,輸入高電平時(shí)噪聲容限：,三、輸入端噪聲容限,噪聲容限衡量門(mén)電路的抗干擾能力。 噪聲容限越大，表明電路抗干擾能力越強(qiáng)。,測(cè)試表明：CMOS電路噪聲容限VNH=VNL30VDD，且隨VDD的增加而加大。,因?yàn)镸OS管的柵極和襯底之間存在著以SiO2為介質(zhì)的輸入電容，而絕緣介質(zhì)非常薄，極易被擊穿，所以應(yīng)采取保護(hù)措施。,3.3.3 CMOS反相器的靜態(tài)輸入輸出特性,一、輸入特性,在正常的輸入信號(hào)范圍內(nèi)，即0.7V vI (VDD+0.7)V時(shí)輸入電流iI 0。(因?yàn)镃MOS門(mén)電路的GS間有一層絕緣的SiO2薄層。),在0.7V (V

8、DD+0.7)V以外的區(qū)域， iI從零開(kāi)始增大，并隨vI增加急劇上升，原因是保護(hù)電路中的二極管已進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。,注意：由于門(mén)電路輸入端的絕緣層使輸入的阻抗極高，若有靜電感應(yīng)會(huì)在懸空的輸入端產(chǎn)生不定的電位，故CMOS門(mén)電路的輸入端不允許懸空。,二、輸出特性,低電平輸出特性,高電平輸出特性,VOL0,VOHVDD,3.3.4 CMOS反相器的動(dòng)態(tài)特性,一、傳輸延遲時(shí)間,tpdHL,tpdLH,平均傳輸時(shí)間,二、交流噪聲容限,噪聲電壓作用時(shí)間越短、電源電壓越高，交流噪聲容限越大。,三、動(dòng)態(tài)功耗,反相器從一種穩(wěn)定狀態(tài)突然變到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，將產(chǎn)生附加的功耗，即為動(dòng)態(tài)功耗。,動(dòng)態(tài)功耗包括：負(fù)載電

9、容充放電所消耗的功率PC和PMOS、NMOS同時(shí)導(dǎo)通所消耗的瞬時(shí)導(dǎo)通功耗PT。,在工作頻率較高的情況下，CMOS反相器的動(dòng)態(tài)功耗 要比靜態(tài)功耗大得多，靜態(tài)功耗可忽略不計(jì)。,3.3.5 其他類(lèi)型CMOS門(mén)電路,1.與非門(mén),一、其他邏輯功能的CMOS門(mén)電路,任一輸入端為低，設(shè)vA=0,vA=0,vO=1,輸入全為高電平,vO=0,2.或非門(mén),任一輸入端為高，設(shè)vA=1,vA=1,vO=0,輸入端全為低,vO=1,3. 帶緩沖級(jí)的CMOS門(mén)電路,帶緩沖級(jí)的門(mén)電路其輸出電阻、輸出高、低電平以及 電壓傳輸特性將不受輸入端狀態(tài)的影響。電壓傳輸特性的 轉(zhuǎn)折區(qū)也變得更陡。,二、漏極開(kāi)路輸出門(mén)電路（OD門(mén)）,為

10、什么需要OD門(mén)？ 普通與非門(mén)輸出不能 直接連在一起實(shí)現(xiàn)“線(xiàn)與”！,產(chǎn)生一個(gè)很大的電流,需將一個(gè)MOS管的漏極開(kāi)路構(gòu)成OD門(mén)。,OD輸出與非門(mén)的邏輯符號(hào)及函數(shù)式,OD門(mén)輸出端可直接連接實(shí)現(xiàn)線(xiàn)與。,RL的選擇：,IOH,IIH,n個(gè),m個(gè),VOH,n是并聯(lián)OD門(mén)的數(shù)目，m是負(fù)載門(mén)電路高電平輸入電流的數(shù)目。,VOL,m個(gè),IOL,IIL,例3.3.2,m是負(fù)載門(mén)電路低電平輸入電流的數(shù)目。在負(fù)載門(mén)為CMOS門(mén)電路的情況下，m和m相等。,C0、 ，即C 端為低電平（0V）、 端為高電平 （VDD）時(shí)， T1和T2都不具備開(kāi)啟條件而截止，輸 入和輸出之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)一樣，呈高阻態(tài)。,三、CMOS傳輸門(mén),

11、C1、 ，即C 端為高電平（VDD）、 端為低電平（0V）時(shí)，T1和T2至少有一個(gè)導(dǎo)通，輸入和輸出之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)接通一樣，呈低阻態(tài)，vovi 。,A=0、B=1時(shí)，TG2截止，TG1導(dǎo)通，Y=B =1;,A=0、B=0時(shí)，TG2截止，TG1導(dǎo)通，Y=B =0;,雙向模擬開(kāi)關(guān), G4輸出高電平，G5輸出低電平，T1、T2 同時(shí)截止，輸出呈高阻態(tài)；,四、三態(tài)門(mén),1,0,1,1,0,0,1,0,若A=1，則G4、G5輸出均為高電平，T1截止、T2導(dǎo)通，Y=0；,若A=0，則G4、G5輸出均為低電平，T1導(dǎo)通、T2截止，Y=1；,三態(tài)門(mén)有三種狀態(tài):高電平、低電平、高阻態(tài)。,3.3.6 CMOS電路的特

12、點(diǎn),CMOS電路的優(yōu)點(diǎn),1. 靜態(tài)功耗小。,2. 允許電源電壓范圍寬(318V）。,3. 扇出系數(shù)大，噪聲容限大。,1輸入電路的靜電保護(hù) CMOS電路的輸入端設(shè)置了保護(hù)電路，給使用者帶來(lái)很大方便。但是，這種保護(hù)還是有限的。由于CMOS電路的輸入阻抗高，極易產(chǎn)生感應(yīng)較高的靜電電壓，從而擊穿MOS管柵極極薄的絕緣層，造成器件的永久損壞。為避免靜電損壞，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：,CMOS電路的正確使用,（1）所有與CMOS電路直接接觸的工具、儀表等必須可靠接地。 （2）存儲(chǔ)和運(yùn)輸CMOS電路，最好采用金屬屏蔽層做包裝材料。,2多余的輸入端不能懸空。 輸入端懸空極易產(chǎn)生感應(yīng)較高的靜電電壓，造成器件的永久損壞。

13、對(duì)多余的輸入端，可以按功能要求接電源或接地，或者與其它輸入端并聯(lián)使用。,3輸入電路需過(guò)流保護(hù),3.5 TTL門(mén)電路,3.5.1 雙極型三極管的開(kāi)關(guān)特性,一、雙極型三極管的結(jié)構(gòu),二、雙極型三極管的輸入特性和輸出特性,輸出特性曲線(xiàn),開(kāi)啟電壓,飽和區(qū),截止區(qū),放大區(qū),三、雙極型三極管的基本開(kāi)關(guān)電路,在數(shù)字電路中，三極管作為開(kāi)關(guān)元件，主要工作在飽和和截止兩種開(kāi)關(guān)狀態(tài)，放大區(qū)只是極短暫的過(guò)渡狀態(tài)。,三極管臨界飽和 時(shí)的基極電流：,ui=1V時(shí)，三極管導(dǎo)通，基極電流：,uo=uCE=VCC-iCRc=5-0.03501=3.5V,ui=0.3V時(shí)，因?yàn)閡BE0.5V，iB=0，三極管工作在 截止?fàn)顟B(tài)，ic

14、=0。因?yàn)閕c=0，所以輸出電壓：,uo=VCC=5V,截止?fàn)顟B(tài),ui=UIL0.5V,uo=+VCC,ui3V時(shí)，三極管導(dǎo)通，基極電流：,uoUCES0.3V,三極管飽和,飽和狀態(tài),iBIBS,ui=UIH,uo=0.3V,四、雙極型三極管的開(kāi)關(guān)等效電路,開(kāi)關(guān)等效電路,(1) 截止?fàn)顟B(tài),條件：發(fā)射結(jié)反偏 特點(diǎn)：電流約為0,(2)飽和狀態(tài),條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏 特點(diǎn)：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅,三極管開(kāi)關(guān)等效電路 (a) 截止時(shí) (b) 飽和時(shí),+Vcc,0.3V,五、雙極型三極管的動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性,BJT的開(kāi)關(guān)時(shí)間：是指BJT管由截止到飽和導(dǎo)通 或者由飽和導(dǎo)通到截止所需要

15、的時(shí)間。,延遲時(shí)間td從+VB2加到集電極電流ic上升到0.1ICS所需要的時(shí)間；,上升時(shí)間tric從0.1ICS到0.9ICS所需要的時(shí)間；,開(kāi)通時(shí)間ton=td+tr 就是建立基區(qū)電荷時(shí)間,存儲(chǔ)時(shí)間ts從輸入信號(hào)降到-VB1到ic降到0.9ICS 所需要的時(shí)間；,下降時(shí)間tfic從0.9ICS降到0.1ICS所需要的時(shí)間。,關(guān)閉時(shí)間toff=ts+tf就是存儲(chǔ)電荷消散的時(shí)間,加入VEE的目的是確保即使輸入低電平信號(hào)稍大于零時(shí)，也能使三極管基極為負(fù)電位，從而使三極管 可靠截止，輸出為高電平。,六、三極管反相器,TTL 晶體管-晶體管邏輯集成電路,MOS 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管集成電路,3.

16、5.2 TTL反相器,輸入級(jí),倒相級(jí),輸出級(jí),稱(chēng)為推拉式電路或圖騰柱輸出電路,一、TTL反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理,1.輸入為低電平（0.2V）時(shí),0.9V,不足以讓 T2、T5導(dǎo)通,T2、T5截止,1.輸入為低電平（0.2V）時(shí),vo=5vR2vbe4vD23.4V 輸出高電平,2.輸入為高電平（3.4V）時(shí),電位被嵌 在2.1V,vB1=VIH+VON=4.1V,發(fā)射結(jié)反偏,1V,T2、T5飽和導(dǎo)通,2.輸入為高電平（3.4V）時(shí),vo =VCE50.3V 輸出低電平,可見(jiàn)，無(wú)論輸入如何，T4和T5總是一管導(dǎo)通而另一管截止。 這種推拉式工作方式，帶負(fù)載能力很強(qiáng)。,二、電壓傳輸特性,二、電壓

17、傳輸特性,二、電壓傳輸特性,二、電壓傳輸特性,輸出高電平VOH、輸出低電平VOL,VOH2.4V VOL 0.4V 便認(rèn)為合格。,典型值VOH=3.4V VOL 0.3V 。,閾值電壓VTH(門(mén)檻電壓),vIVTH時(shí)，認(rèn)為vI是低電平。,vIVTH時(shí)，認(rèn)為vI是高電平。,VTH=1.4V,輸入低電平時(shí)噪聲容限：,輸入高電平時(shí)噪聲容限：,三、輸入端噪聲容限,一.輸入特性:,3.5.3 TTL反相器的靜態(tài)輸入特性和輸出特性,輸入短路電流IIS(IIL),高電平輸入電流IIH,二.輸出特性,由于受到功耗的限制手冊(cè)上給出的高電平輸出電流的最大值要比5mA小得多。,74系列IOH(max)=0.4mA,

18、二.輸出特性,IOL(max),前后級(jí)之間電流的聯(lián)系,前級(jí)輸出為 高電平時(shí),前級(jí)（驅(qū)動(dòng)門(mén)）,后級(jí)（負(fù)載門(mén)）,1,前級(jí)輸出為 低電平時(shí),前級(jí)（驅(qū)動(dòng)門(mén)）,后級(jí)（負(fù)載門(mén)）,0,流入前級(jí)的電流IOL (灌電流),輸入低電平時(shí)的輸入電流IIL，大約為1mA。,扇出系數(shù)驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)。,灌電流工作時(shí)：,拉電流工作時(shí)：,扇出系數(shù)NO取NOL、 NOH中較小的一個(gè)。,扇出系數(shù)衡量門(mén)電路的帶負(fù)載能力。,例3.5.2 解：,VOL=0.2V時(shí)，驅(qū)動(dòng)門(mén)輸出電流IOL=16mA,每個(gè)負(fù)載門(mén)的輸入電流為IIL=1mA。,VOH=3.2V時(shí)，驅(qū)動(dòng)門(mén)輸出電流IOH=7.5mA,但手冊(cè)規(guī)定|IOH|0.4mA,故取|IOH

19、|=0.4mA;每個(gè)負(fù)載門(mén)的輸入電流為IIH=40A。,扇出系數(shù)NO=10,輸入端 “1”,“0” ？,三. 輸入端負(fù)載特性,在一定范圍內(nèi)，uI隨RP的增大而升高。但當(dāng)輸入電壓uI達(dá)到1.4V以后，uB1 = 2.1V，RP增大，由于uB1不變，故uI = 1.4V也不變。這時(shí)T2和T5飽和導(dǎo)通，輸出為低電平。,開(kāi)門(mén)電阻RON (2K左右）,(1) 關(guān)門(mén)電阻ROFF 在保證門(mén)電路輸出為額定高電平的條件下，所允許RP 的最大值稱(chēng)為關(guān)門(mén)電阻。典型的TTL門(mén)電路ROFF 0.7k。,(2) 開(kāi)門(mén)電阻RON 在保證門(mén)電路輸出為額定低電平的條件下，所允許RP 的最小值稱(chēng)為開(kāi)門(mén)電阻。典型的TTL門(mén)電路RO

20、N 2k。,數(shù)字電路中要求輸入負(fù)載電阻RP RON或RP ROFF ，否則輸入信號(hào)將不在高低電平范圍內(nèi)。 振蕩電路則令 ROFF RP RON使電路處于轉(zhuǎn)折區(qū)。,例：判斷如圖TTL電路輸出為何狀態(tài)？,Y0=0,1,0,Y1=1,Y0,Y2=0,1,0,1. 懸空的輸入端相當(dāng)于接高電平。,2. 為了防止干擾，一般應(yīng)將懸空的輸入端接高電平。,說(shuō)明,例3.5.3,解：vO1=VOH、vI2VIH(min)時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足：VOHIIHRPVIH(min),vO1=VOL、vI2VIL(max)時(shí),因此，RP不應(yīng)大于690.,3.5.4 TTL反相器的動(dòng)態(tài)特性,一、傳輸延遲時(shí)間,tpdHL,tpdLH,平均

21、傳輸時(shí)間,平均傳輸延遲時(shí)間tpd表征了門(mén)電路的開(kāi)關(guān)速度。,二.功耗：,有靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗。靜態(tài)功耗指的是當(dāng)電路沒(méi)有狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的功耗;動(dòng)態(tài)功耗只發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的瞬間。對(duì)于TTL電路靜態(tài)功耗是主要的，用PD表示 。,3.5.5 其他類(lèi)型的TTL門(mén)電路,一. 其他邏輯功能的門(mén)電路,輸入端改成多發(fā)射極三極管,1.與非門(mén),TTL集成門(mén)電路的封裝： 雙列直插式,如：TTL門(mén)電路芯片（四2輸入與非門(mén)，型號(hào)74LS00 ),地GND,外 形,電源VCC（+5V）,74LS00內(nèi)含4個(gè)2輸入與非門(mén)，74LS20內(nèi)含2個(gè)4輸入與非門(mén)。,例：如圖電路，已知 74S00門(mén)電路GP參數(shù)為： IOH/IOL=-1.0m

22、A/20mA IIH/IIL=50A/-1.43mA 試求門(mén)GP能驅(qū)動(dòng)多少同類(lèi)門(mén)？若將電路中的芯片改為74S20，其門(mén)電路參數(shù)同74S00，問(wèn)此時(shí)GP能驅(qū)動(dòng)多少同類(lèi)門(mén)？,門(mén)GP輸出低電平時(shí)，設(shè)可帶同類(lèi)門(mén)數(shù)為NOL：,解：,門(mén)GP輸出的高電平時(shí)，設(shè)可帶同類(lèi)門(mén)數(shù)為NOH：,扇出系數(shù)=10,74S20為4輸入與非門(mén)，所以,門(mén)GP輸出低電平時(shí)，設(shè)可帶同類(lèi)門(mén)數(shù)為NOL：,門(mén)GP輸出高電平時(shí)，設(shè)可帶同類(lèi)門(mén)數(shù)為NOH：,扇出系數(shù)No=5,兩方框中電路相同,A為高電平時(shí)，T2、T5同時(shí)導(dǎo)通，T4截止，輸出Y為低電平。,B為高電平時(shí)，T2、T5同時(shí)導(dǎo)通，T4截止，輸出Y為低電平。,A、B都為低電平時(shí)，T2、T2

23、同時(shí)截止，T5截止，T4導(dǎo)通，輸出Y為高電平。,2.或非門(mén),或非門(mén),與或非門(mén),3.與或非門(mén),4.異或門(mén),若A、B同時(shí)為高電平，T6、T9導(dǎo)通，T8截止，輸出低電平；A、B同時(shí)為低電平，T4、T5同時(shí)截止，使T7、T9導(dǎo)通，T8截止，輸出也為低電平。,A、B不同時(shí)，T1正向飽和導(dǎo)通，T6截止；T4、T5中必有一個(gè)導(dǎo)通，從而使T7截止。T6、T7同時(shí)截止，使得T8導(dǎo)通，T9截止，輸出為高電平。,74LS86,二.集電極開(kāi)路門(mén)（OC門(mén)）,為什么需要OC門(mén)？ 普通與非門(mén)輸出不能 直接連在一起實(shí)現(xiàn)“線(xiàn)與”！,產(chǎn)生一個(gè)很大的電流,OC門(mén)輸出端可直接連接實(shí)現(xiàn)線(xiàn)與。,RL的選擇：,IOH,IIH,n個(gè),m個(gè),

24、VOH,負(fù)載門(mén)輸入端個(gè)數(shù),VOL,m個(gè),IOL,IIL,負(fù)載門(mén)個(gè)數(shù),由于與非門(mén)的輸入端為多發(fā)射極，當(dāng)前一級(jí)門(mén)輸出低電平時(shí)，負(fù)載門(mén)只要一個(gè)輸入端為低電平，T2、T5就截止。,若為或非門(mén)，m是輸入端的個(gè)數(shù)，而不是負(fù)載門(mén)的數(shù)目。,例3.5.5,三. 三態(tài)門(mén) （TS門(mén)),三態(tài)輸出門(mén)(Three-State Output Gate)是在普通門(mén)電路的基礎(chǔ)上附加控制電路而構(gòu)成的。,3.5.6 TTL數(shù)字集成電路的各種系列,74H系列：高速系列。其工作速度的提高是用增加功耗的代價(jià)換取的，效果不夠理想。,從提高工作速度、降低功耗兩方面考慮進(jìn)行改進(jìn)。,74S系列：肖特基系列。采用抗飽和三極管，提高了工作速度，但電路功耗加大，并且輸出的低電平升高。,74LS系列：低功耗肖特基系列。兼顧功耗和速度兩個(gè)方面，得到更小的延遲功耗積。,74AS系列：電路結(jié)構(gòu)與74LS系列相似，采用低 阻值，提高了工作速度，但功耗較大。,74ALS系列：其延遲功耗積是TTL電路所有系列中最小的一種。,54、54H、54S、54LS系列：54系列與74系列電路具有完全相同的電路結(jié)構(gòu)和電氣性能參數(shù)。54系列工作溫度范圍更寬，電源允許的工作范圍更大。 74系列：溫度070，電源電壓5V5%; 54系列: 溫度-55+125，電源電壓5V10%。,TTL集成門(mén)電路系列,CMOS電路與TTL電路比較：