《注册电气专业基础第33讲 第十八章 集成逻辑门电路(二)及第十九章 基本逻辑电路(一)(2010年新版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《注册电气专业基础第33讲 第十八章 集成逻辑门电路(二)及第十九章 基本逻辑电路(一)(2010年新版)（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、（2）TTL集电极开路门将TTL与非的输出端的VT3、VD4去掉，而使VT4的集电极悬空，这就是TTL集电极开路门，即OC门（Open Collector Gate）。AR1R2BR3VT1VT2VT4FVCCFAB （a） （b）其输出（3）三态门因输出有0、1和高阻三种状态而得名。当使能端EN=0时，非门G输出为1，D1截止，与P端相连的T1的发射结也截止。三态门相当于一个正常的非门，输出，有0、1两种状态，称为正常工作状态。当EN=1时，G输出为0，即VP=0.2V，这一方面使D1导通，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，这时从
2、输出端看进去，对地和对电源都相当于开路，呈现高阻。所以称这种状态为高阻态，或禁止态。这种EN=0时为正常工作状态的三态非门称为低电平有效的三态非门，逻辑符号如图（b）。输出逻辑函数式为：，。如果将图中的非门G去掉，则使能端EN=1时为正常工作状态，EN=0时为高阻状态，这种三态非门称为高电平有效的三态非门，逻辑符号如图（c），输出逻辑函数式为：，。三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。图（a）所示为三态与非门组成的单向总线，可实现信号的分时传送。图（b）所示为三态非门组成的双向总线。当EN1时，G1正常工作，G2为高阻态，输入数据DI经G1反相后送到总线上；当EN0时，G2正常工作，G1为高
3、阻态，总线上的数据DO经G2反相后输出，这样就实现了信号的分时双向传送。三态门组成的总线 （a）单向总线 （b）双向总线18.3 CMOS集成门电路18.3.1 CMOS门电路1 .CMOS非门CMOS逻辑门是用绝缘栅场效应管制作的逻辑门，在CMOS逻辑电路中，均使用增强型MOS管，图 (a)为N沟道增强型管，在分析电路时可以认为，只要它的栅极电平为“1”（即）它就饱和导通，栅极电平为“0”它就处于截止状态；图 (b)为P沟道增强型管，在分析电路时可以认为，只要它的栅极电平为“0”（即）它就饱和导通，栅极电平为“1”它就处于截止状态，这个功能正是非门的逻辑功能。图 (c)中既有P沟道MOS管又
4、有N沟道MOS管，我们把这类电路称为CMOS逻辑电路。顺便说明一点：仅由P沟道MOS管构成的集成电路叫PMOS；仅由N沟道MOS管构成的集成电路叫NMOS，后两种集成电路虽然制作时简单一些，但性能要比CMOS集成电路差，因而目前人们大都使用CMOS。由于CMOS集成电路的工作电源取值在320V之间，故输入电平和输出电平振幅大，抗干扰能力强，电源工作范围大，也便于和TTL电路连接，又由于电路中不使用电阻而大大增加了集成度，再加上功耗低等优点，使CMOS集成逻辑门获得了广泛应用。图增强型MOS符号及非门逻辑2.CMOS与非门CMOS“与非”门电路如图所示图CMOS与非门驱动管和都导通，电阻很低；而
5、负载管和为P沟道增强型管，两者并联。负载管整体与驱动管相串联。 其逻辑功能：。3CMOS或非门CMOS“或非”门电路如图所示图CMOS或非门驱动管和为N沟道增强型，两者并联；而负载管和为P沟道增强型，两者串联。其逻辑功能：18.3.2 CMOS传输门CMOS传输门电路 CMOS传输门电路CMOS传输门电路如图（a）所示，它由NMOS管T1和PMOS管T2并联而成。两管的源极相联，作为输入端；两管的漏极相联，作为输出端（输入端和输出端可以对调）。两管的栅极作为控制极，分别加一对互为反量的控制电压C和进行控制。可知，CMOS传输门的开通和关断取决于栅极上所加的控制电压。当C为“1”（为“0”）时，
6、传输门开通，反之则关断。图（b）为传输门的图形符号。表TTL和CMOS两种集成逻辑门电路的参数 电路参数系列名称TTLCMOS7474S74LS74AS74ALS400074HC74HCT输入电流和电压IIH（max）/mAIIL（max）/mAUIH（min）/VUIL（max）/V0.04-1.62.00.80.05-2.02.00.80.02-0.42.00.80.2-2.02.00.80.02-0.12.00.80.1-0.110-33.51.00.001-0.110-33.51.00.001-0.110-32.00.8输出电流和电压IOH（max）/mAIOL（max）/mAUOH（
7、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电源电压VCC或VDD55555555平均传输延迟时间tpd/ns103101.52.5451010每门功耗P/mW10192201.5510-3110-3310-3由于同一类型产品性能相差较大,故表中提供的参数仅供参考。例题：1.在CMOS电路中有时采用图（a）（d）所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出Y1Y4的逻辑式。已知电源电压VDD=10V，二极管的正向导通压降为0.7V
8、。解（a） （b） （c） （d）2. 如图所示电路。G1和G2是74LS系列OC门，G3、G4、G5是74LS系列与非门。已知OC门截止时的漏电流IOH=0.2mA，导通时的允许的最大负载电流IOL（max）=12mA，负载门的IIH=0.04mA，IIL=1mA，VCC=5V，要求OC门输出的UOL（max）=0.4V，UOH（min）=3V。试确定R L的值？ARLVCCBCDG3G1G2G4G5解： 根据将已知数据代入，得0.51k3.13k。OC门虽然实现了线与功能，但由于外接上拉电阻而影响门电路的工作速度，另外去掉有源负载，其带负载能力下降。第19章 基本逻辑电路19.1 编码器（
9、1）编码器的含义一般地说，用文字、符号或者数码表示特定信息的过程称为编码，能够实现编码功能的电路称为编码器。在数字系统中，是采用若干个二进制码0和1来进行编码的，要表示的信息越多，二进制代码的位数越多。N位二进制代码有2n个状态，可以表示2n个信息，对N个信号进行编码时，应按公式2n=N来确定需要使用的二进制代码的位数n。 常用的编码器有二进制编码器、二十进制编码器、优先编码器等。下面以4线2线编码器为例，说明其工作原理。4线2线编码器有4个输入，2个输出，输入信号为I0、I1、I2、I3，它们的有效编码电平为高电平，输出Y1 Y0为二进制编码。即当I0、I1、I2、I3分别为1时，Y1Y0对
10、应输出为00、01、10、11。根据以上逻辑要求，列功能表如表所示。表：4线2线编码器功能表输 入输 出I0I1I2I3Y1Y0100001000010000100110101由功能表可得逻辑表达式为 根据上式可画出4线2线编码器的逻辑图。19.1.2二进制编码器二进制编码器是由n位二进制数表示2n个信号的编码电路19.1.3二 - 十进制编码器概念：二 十进制编码器：实现用4位二进制数代码对1位十进制数码进行编码的电路。亦即将09十个十进制数转换为二进制代码的电路。简称BCD编码器。举例：8421BCD码编码器输入10个互斥的数码，输出4位二进制代码真值表：逻辑表达式：逻辑图：真 值 表输
11、入I输 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 0 119.1.4 优先编码器优先编码器：在多个信息同时输入时，只对输入中优先级别最高的信号进行编码。在优先编码器中优先级别高的信号排斥级别低的，即具有单方面排斥的特性。优先级别：编码者规定。举例：10线4线优先编码器（8421 BCD码优先编码器）真值表（设优先级别从I9至I0递降）：集成10线-4线优先编码器输入端和输出端都是低电平有效，其逻辑符号如下：逻辑符号 图形符号表中的输入和输出都是原码，“0”表示无输入，“1”表示有输入，“”表示无关输入
