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1、第3章 集成逻辑门电路 3.1 概述 3.2 半导体二极管逻辑门电路 3.4 TTL集成逻辑门电路 3.3 MOS集成逻辑门电路 *3.5 TTL与CMOS电路的接口晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件1门电路分立元件门电路集成门电路双极型集成门（TTL集成门）单极型集成门（MOS集成门）集成逻辑门中使用的开关器件是： 晶体管 场效应管 研究它们的开关特性门电路是数字系统最基本的单元电路。与门、或门、与非门、 或非门、 异或门等。3.1 概述晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件2 ViVoK5VRK断开-K闭合-可用二极管、三极管、场效应管代替Vo= 5v输出高电平Vo= 0v输出
2、低电平3.1.1获得高低输出电平的原理电路晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件33.1.2、高、低电平的概念 电平就是电位，在数字电路中，人们习惯于高、低电平一词来描述电位的高低。它们表示的都是一定的电压范围，而不是一个固定不变的数值。高电平的电压范围：1.8-5V低电平的电压范围：0-0.8V0V5V0.8V1.8V正逻辑10负逻辑01晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件43.2.1 晶体二极管的开关特性 二极管正偏与等效电路+1 k5V(a)(b)RVcc0.7V+i+0.7v3.2 半导体二极管逻辑门电路晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件5VccR+(b)5V+0mA
3、5V+1 k(a) 二极管反偏与等效电路晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件6tVi0(a)ti0(b)tre 二极管动态电流波形晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件7VCC=+5VAFR=2.8KBCA B CF0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100000001&ABCFIILIIL =(VCC-0.7)/RII L =(5-0.7)/2.8K =1.5mA3.2.2 二极管与门电路晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件8思考如下问题：（1）试问IIL，IIL1，IIL2，IIL3其值各为多少？它们之间有何关系？（设VCC=5V，
4、UIL=0.3V，UIH=6V） IIL3IIL2FIIL&IIL1VCC=+5VAFR=2.8KBCIIL1IIL2IIL3IIL & 将几个输入端并联使用时，总的输入低电平电流与使用单个输入端的输入低电平电流基本相等。IIL=(5-0.7)/2.8（mA）IIL1 = IIL2= IIL3 = IIL /3晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件9（2）在下图中，（设VCC=5V，UIL=0.3V，UIH=6V）。 F +6V &IIHR 2.8k VCC +5VD3D2ABCD1输入高电平电流IIH=二极管反向饱和电流IIH+6V晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件10 在下图中
5、，IIH，IIH1，IIH2，IIH3其值各为多少？它们之间有何关系？（设VCC=5V，UIL=0.3V，UIH=6V）。 IIH3FIIHIIH2 +6V &IIH1VCC=+5VAFR=2.8KBC 将几个输入端并联使用时，总的输入高电平电流将按并联输入端的数目加倍。IIH1+6VIIH2IIH3晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件113.2.3 半导体二极管或门电路 R=2.8KABCFA B CF0 1 11 0 10 0 10 0 00 1 01 0 01 1 01 1 1011111111ABCF晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件12二极管与门和或门电路的缺点：（2）
6、负载能力差（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值的情况。晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件133.4 TTL集成逻辑门电路 集成电路（Integrated circuit），简称IC。就是将元器件和连线制作在一个半导体基片上的完整电路。集成度：一个芯片内含有等效逻辑门的个数。小规模集成电路SSI 1-10个逻辑门/片中规模集成电路MSI 10-100个逻辑门/片大规模集成电路LSI 大于100个逻辑门/片 超大规模IC VLSI 10000以上个逻辑门/片所用半导体器件的不同TTL电路MOS电路晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件143.4.1 晶体三极管的开关特性1
7、. 晶体三极管的工作状态 截止、放大、饱和iC/ mAVCE / V截止区饱和区80A60A40A20AIB=0放大区0RCRBVCCvivoiBiC晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件15RCRBVCCvivoiBiC截止：发射结、集电结都反偏vi0.7viB 0iC= iB饱和： 发射结、集电结都正偏0.7viB 0vo=vces 0.3viB iCviVCE / V截止区饱和区80A60A40A20AIB=0放大区0晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件16iC/ mAVCE / V截止区饱和区80A60A40A20AIB=0放大区0饱和判别条件: iB IBS饱和： ICS(
8、VCC-0.3)/RC临界饱和： IBS= ICS/ RCRBVCCvivoiBiC-BRBESViV=Bi晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件17RCRBVCCvivoiBiC(a)截止：vi0.7viB 0iC= iB饱和：vi0.7viB 0vo=vces 0.3viCS= (VCC 0.3)/RCiB IBS判断三极管是否饱和的条件IBS=(VCC 0.3)/RC晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件18RCRBVCCvivoiBiC(a)例1.在所示电路中，若VCC=5V, RC = 1k, RB=30k时，试分析计算：(1) =100，试求vi=0V和vi=3V时的输出
9、电压vo 解：vi=0V时,VBE = Vi = 0 V三极管截止,Vo= VCC=5Vvi=3V时,047. 011003 . 05=.-=-=BSICESVCCV=CRCSI077.0=307.03 -=-BRBESViV=Bi由于：iBIBS ，三极管饱和，所以输出电压vo=0.3V晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件19(2) 若=50其余条件不变 ，再求vi=0V和 vi=3V 时的输出电压vo= ? (VCC=5V, RC = 1k, RB=30k)解：vi=0V时, Vo= 5Vvi=3V时,0.094150=.=BSICESV=CRCSI5 -CCV3 . 0077.0=
10、307.03 -=BRBESViV=Bi由于：iBIBS ，所以三极管处于放大状态-RCRBVCCvivoiBiC晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件20vo=VCCiCRCiC=iB=500.077=3.85mA5v1K ？三极管处于放大状态时，vo=?RCRBVCCvivoiBiC(a)vo=1.15 V晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件21(3) 分析VCC , vi , RB , RC , 的大小如何变 化才有利于三极管的饱和？ 饱和条件？iB IBS-=BSICESVCCV=CRCSI-BRBESViV=Bi时有利于三极管饱和。VCCviRBRCRCRBVCCvivoi
11、BiC(a)晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件222晶体管的动态特性 tofftonVO00ViRCRBVCCvivoiBiC(a)ton:开通时间toff:关闭时间晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件23R1DR2AF+5V+3V嵌位二极管3. 三极管非门uA uF 3V 0.3V 0V 3.7V 晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件24D1D2AB+5V二极管与门与非门R1DD5F+5V+3V三极管非门D4晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件25 同样，我们利用二极管或门和三极管非门串联可构成或非门。即 如果将与门的输出和或非门的输入相连，便构成与或非门，即 晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件26作 业3.10晶体管的开关特性32基本逻辑门电路优秀课件27
