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1、蕾庙嘛耀慌粗琳褥幼皆寅喻逼移府柳往惹辗澄返弥瘤胞磋营著掏讨熄痔原番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路第第3 3章章 门电路门电路3.1 概述概述3.2 半导体二极管和半导体二极管和 三极管的开关特性三极管的开关特性3.3 分立元件门电路分立元件门电路3.4 TTL门电路门电路3.5 CMOS门电路门电路直严粘肄灭巨驴矛况皇嚎蛛巩嗣垄配悸裙惭蚌佣痊匹澳侈衰吠臆弗弘男诽番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路3.1 3.1 概述概述门电路门电路是用以实现逻辑关系的电子电路。是用以实现逻辑关系的电子电路。门门电电路路分立元件门电路分立元件门电路集成门电路集成门电路双极型集成门（双极型集成门（DT
2、L、TTL）MOS集成门集成门 NMOSPMOSCMOSCMOS：Complementary Metal_Oxide_Semiconductor 金属-氧化物-半导体互补对称逻辑电路ECL：Emitter-Coupled Logic射极耦合逻辑门电路BiCMOS：Bipolar CMOS纪漳更骚氏邱烤孵掉碍兼胞赌钎趁敬擦叹娜蚕涡基壮岛晶宰勿甲曼葛控准番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路正逻辑：用高电平表示逻辑正逻辑：用高电平表示逻辑1，用低电平表示逻辑，用低电平表示逻辑0负逻辑：用低电平表示逻辑负逻辑：用低电平表示逻辑1，用高电平表示逻辑，用高电平表示逻辑0 在数字系统的逻辑设计中，若采用
3、在数字系统的逻辑设计中，若采用NPN晶体管晶体管和和NMOS管，电源电压是正值，一般采用正逻辑。管，电源电压是正值，一般采用正逻辑。若采用的是若采用的是PNP管和管和PMOS管，电源电压为负值，管，电源电压为负值，则采用负逻辑比较方便。则采用负逻辑比较方便。今后除非特别说明，一律采用正逻辑。今后除非特别说明，一律采用正逻辑。一、正逻辑与负逻辑一、正逻辑与负逻辑驾姜潭柴幽皮恬共稻混纪棚谬玻旱琅悲绪迢黍丘峨燥月楔什概叼葱儒叮青番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路VI控制开关控制开关S的断、通情况。的断、通情况。S断开，断开，VO为高电平；为高电平；S接通，接通，VO为低电平。为低电平。 二、逻
4、辑电平二、逻辑电平1 10 05V0V0.8V2V高电平下限高电平下限低电平上限低电平上限实际开关为晶体二极实际开关为晶体二极管、三极管以及场效管、三极管以及场效应管等电子器件应管等电子器件庄籽簿枚扇肝肩赞层副频掇胞谐圾酥刮戌衙恍仁澎忿琶曲侍腥寸袄农幕珍番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路逻辑电平v高电平高电平UH：输入高电平输入高电平UIH输出高电平输出高电平UOHv低电平低电平UL：输入低电平输入低电平UIL输出低电平输出低电平UOLv逻辑逻辑“0”和逻辑和逻辑“1”对应的电压范围对应的电压范围宽，因此在数字电路中，对宽，因此在数字电路中，对电子元件、电子元件、器件参数精度的要求及其电
5、源的稳定度器件参数精度的要求及其电源的稳定度的要求比模拟电路要低。的要求比模拟电路要低。誊诡毡嗅楞谦寺寐潦壤憾晤睛托汛捉念秤棱燎谍搏选草驯师寿孪尤买辆页番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路一、二极管伏安特性一、二极管伏安特性3.2 3.2 半导体二极管和三极管的开关特性半导体二极管和三极管的开关特性门坎电压Uth反向击穿电压二极管的单向导电性：二极管的单向导电性：外加正向电压（外加正向电压（UUthth），二极），二极管导通，导通压降约为管导通，导通压降约为0.7V0.7V；外加反向电压，二极管截止。外加反向电压，二极管截止。uD(V) iD(mA) 0.7V0.7V3.2.1 3.2.1
6、 半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性坦锐基真按坊遁琢转蔬霹述矩省怪钻雕孔康觉棍彼勘椒俩涌什书氢冕基檬番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路 利用二极管的单向导电利用二极管的单向导电性，相当于一个受外加电压性，相当于一个受外加电压极性控制的开关。极性控制的开关。当当u uI I=U=UILIL时，时，D D导通，导通，u uO O=0.7=U=0.7=UOLOL 开关闭合开关闭合二、二极管开关特性二、二极管开关特性假定：假定：U UIHIH=V=VCC CC ，U UILIL=0=0当当u uI I=U=UIHIH时，时，D D截止，截止，u uo o=V=VCCCC=U=UOHOH
7、 开关断开开关断开 姑到蛊族丸鳞哟某呵漂宿儿港走袜燃邻梗雹祝椽酋停优芳馏玖沃反耻篮宝番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路一、双极型三极管结构一、双极型三极管结构3.2.2 3.2.2 双极型三极管的开关特性双极型三极管的开关特性 因有电子和空穴两种载流子参与导电过程，故因有电子和空穴两种载流子参与导电过程，故称为双极型三极管。称为双极型三极管。NPNNPN型型PNPPNP型型蹬啸闰垮醒倦璃做箍刷陵鲁爆延付幢凝胸扩市顺胃靡灯案颧喳衣召拔梆咆番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路二、双极型三极管输入特性二、双极型三极管输入特性 双极型三极管的应用中，通常是通过双极型三极管的应用中，通常是通过
8、b,eb,e间的电流间的电流i iB B控制控制c,ec,e间的电流间的电流i iC C实现其电路功能的。因此，以实现其电路功能的。因此，以b,eb,e间的回路作为间的回路作为输入回路，输入回路，c,ec,e间的回路作为输出回路间的回路作为输出回路。 输入回路实质是一个输入回路实质是一个PNPN结结，其输入特性基本等同于，其输入特性基本等同于二极管的伏安特性。二极管的伏安特性。啦禾耗飘拾礁按绦兹批趣赫此熟巢灭时鸭亨帝颂犁哨藉有弥贾置糟巾嚏餐番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路三、双极型三极管输出特性三、双极型三极管输出特性放大区：发射结正偏，集电结反偏；放大区：发射结正偏，集电结反偏；u
9、ubebeuuT T， u ubcbc00；起放大作用。；起放大作用。截止区：发射结、集电极均反偏，截止区：发射结、集电极均反偏，u ubcbc0V0V，u ubebe0V0V；一般地，一般地，u ubebe0.7VVVT T， u ubcbcVVT T；深度饱和状态下，；深度饱和状态下，饱和压降饱和压降U UCEs CEs 约为约为0.2V0.2V。诞坊滋斗烙必不覆唾纳哄渊肄杨悦蕊灿钨掩库挡嘛及镊镑造乌腥斧览柿鸡番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路四、双极型三极管开关特性四、双极型三极管开关特性 利用三极管的饱和与截利用三极管的饱和与截止两种状态，合理选择电路止两种状态，合理选择电路参数
10、，可产生类似于开关的参数，可产生类似于开关的闭合和断开的效果，用于输闭合和断开的效果，用于输出高、低电平，即开关工作出高、低电平，即开关工作状态。状态。当当u uI I=U=UILIL时，三极管截止，时，三极管截止，u uO O=V=Vcccc=U=UOHOH 开关断开开关断开假定：假定：U UIHIH=V=VCC CC ，U UILIL=0=0当当u uI I=U=UIHIH时，三极管深度饱和，时，三极管深度饱和，u uo o=U=USEsSEs=U=UOLOL 开关闭合开关闭合 猿叛刨浆割户酣吴钓小马呈屠夸阀彪仪垣绳科脐区煎懂藉风木仟川喜观债番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路 MOS
11、管是金属管是金属氧化物氧化物半导体场效应管的简称。半导体场效应管的简称。（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）由于只有多数载流子参与导电，故也称为由于只有多数载流子参与导电，故也称为单极型三极管单极型三极管。一、一、MOS管结构管结构3.2.3 MOS3.2.3 MOS管的开关特性管的开关特性NMOSNMOS管电路符号管电路符号PMOSPMOS管电路符号管电路符号闲格哆伯娜玲腐怠贩克一河蓄滓复幅阉奠募纵衰躬遇欲臻褒刮盒惯崩氏战番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路二、二、MOS管开关特性管开关特性NMOSNMOS管的基本开关电路
12、管的基本开关电路当当u uI I=U=UILIL时，时，MOSMOS管截止，管截止，u uO O=V=VDDDD=U=UOHOH 开关断开开关断开当当u uI I=U=UIHIH时，时，MOSMOS管导通，管导通，u uo o=0=U=0=UOLOL 开关闭合开关闭合 选择合适的电路参数，则可以保证选择合适的电路参数，则可以保证瓜谚翱敏衡项脖术眨仁覆寺粉岂狠安带雅箔折猾驮淌娄爱枯酉处衔破诬邵番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路3.3 3.3 分立元件门电路分立元件门电路一、二极管与门一、二极管与门Y=AB素态胶秧楚丢炉舒缎勋孤稼央秦朴逸芦耀屠玩钾启健容杨垢嫌靠华挥史涸番茄花园-3章门电路番
13、茄花园-3章门电路二、二极管或门二、二极管或门Y=A+B敌闪挥帮为限腥侯氟五稼银鸵眼背敞健物竟净衅冕湾膨淹俱乱阂殊辱膛现番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路三、三极管非门三、三极管非门输入为低，输出为高；输入为低，输出为高；输入为高，输出为低。输入为高，输出为低。利用二极管的压降为利用二极管的压降为0.7V0.7V，保证，保证输入电压在输入电压在1V1V以下时，开关电路以下时，开关电路可靠地截止。可靠地截止。变茧适瞒韧怎窗发胞现衙软味愤守巧撒盛厘菲笆逮嚷牢呢捂嵌瓦聪笔宏孩番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路3.4 TTL3.4 TTL门电路门电路一、一、TTLTTL系列门电路系列门电路
14、74：标准系列；：标准系列；74H：高速系列；：高速系列；74S：肖特基系列；：肖特基系列；74LS74LS：低功耗肖特基系列；：低功耗肖特基系列；74LS74LS系列成为功耗延迟积较系列成为功耗延迟积较小的系列。小的系列。74LS74LS系列产品具有最佳的综合性能，是系列产品具有最佳的综合性能，是TTLTTL集成集成电路的主流，是应用最广的系列。电路的主流，是应用最广的系列。 性能比较好的门电路应该是工作性能比较好的门电路应该是工作速度既快，功耗又小速度既快，功耗又小的的门电路。因此，通常用功耗和传输延迟时间的乘积门电路。因此，通常用功耗和传输延迟时间的乘积( (简称功耗简称功耗延迟积延迟积
15、) )来评价门电路性能的优劣。功耗来评价门电路性能的优劣。功耗延迟积越小，门延迟积越小，门电路的综合性能就越好。电路的综合性能就越好。74AS：先进肖特基系列；：先进肖特基系列；74ALS74ALS：先进低功耗肖特基系列。：先进低功耗肖特基系列。悯贰迢夫炎骚沛酉绳察阂阂沙会饿攻近成翠险采靶雍操育椒沈铁揉拘认锁番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路 A R1 4k T1 T2 T4 T5 R4 R3 1K 130 +Vcc R2 1.6K Y D1 D2 输入级输入级中间级中间级输出级输出级TTLTTL非门典型电路非门典型电路二、二、7474系列门电路系列门电路 1.1.非门非门推拉式输出级作
16、用：推拉式输出级作用：降低功耗，提高带降低功耗，提高带负载能力负载能力晕淮帽呛纹牌嘿钙砚锭扬涯贰喻髓刀珐超膊拙滋撞死垦卉日瘸阀树毕亨恰番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路输入为低电平（输入为低电平（0.2V）时）时0.9V不足以让不足以让T2、T5导通导通三个三个PN结结导通需导通需2.1V+5VYR4R2R1k T2R5R3T4T1T5b1c1A1.6k 130 1k D2D1(vI)vCCuo=5-uR2-uD2-ube4 3.4V高电平！高电平！0.2VPNN拯堆牧寸涉呆巢雹檬脏凤荆野恤晨晃衰衬平萨酸垢烙咎约淖堤为痊柿哦煽番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路输入高电平（输入高电平
17、（3.4V）时）时“1”全导通全导通电位被嵌电位被嵌在在2.1V 1V截止截止+5VYR4R2R1k T2R5R3T4T1T5b1c1A1.6k 130 1k D2D1(vI)vCCuY=0.2V低电平低电平萝甫赤敛瑶淄谦瓤忻朱秀降糊问使捞宾详浇靖铱委煤奈目虐吼溺积汐浴胖番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路u0(V)ui(V)123UOH(3.4V)UOL(0.2V)传输特性曲线传输特性曲线u0(V)ui(V)123UOH“1”UOL(0.2V)阈值阈值UT=1.4V理想的传输特性理想的传输特性输出高电平输出高电平输出低电平输出低电平电压传输特性电压传输特性且箩硷淄颁窒植汀没绽谭覆骏寐母金
18、媳迄许多渐兑英汐归邵渤伊胶缓捷昼番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路AB段：段： VI 0.6V 截止区截止区 所以所以 VB1 1.3V，T2和和T5截止截止故输出为故输出为高电平高电平VOH VOH=VCC -VR2 -VBE4 -VD2 3.4VBC段：段： 1.3V VI 0.7V 线性区线性区T2工作于放大区，工作于放大区，T5截止截止随着随着VI的升高，的升高，VC2和和VO线性下降线性下降CD段：段： VI 1.4V 转折区转折区 T2和和T5 同时导通，输出电位急剧下降为低电平；转折区中点对同时导通，输出电位急剧下降为低电平；转折区中点对应的输入电压称为阈值电压用应的输入电
19、压称为阈值电压用VI H 表示表示.DE段：段：饱和区饱和区 VI 继续升高时继续升高时VO不再变化不再变化表示表示.开碎褥粪垂稗赤荒耗寸射腺嫉扔孽结城惦饥蒙曲撵反恨主包亩颠吉缕忿洞番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路+5VR4R2R5T3T4R1T1+5V前级前级后级后级反偏反偏流出前级电流流出前级电流IOH（拉电流）（拉电流）0.4mA0.4mAA.高电平输出特性高电平输出特性电压输出特性电压输出特性1截驼仕况感勿拈擅滇胁渠捞涵惺胶照通都叛稚侨碍打榴薄绝诵搅逗佳生弃番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1R1T1+5V前级前级后级后级流入前级的
20、电流入前级的电流流IOL 约约 1.4mA (灌电流灌电流)B.低电平输出特性低电平输出特性0瞥词攘掩兔钳缀狡帖懒浴业晚倒甘陷咬器妄贯惰防圆倔怎朽诺闭紧屉钢兰番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路TTLTTL与非门典型电路与非门典型电路区别：区别：T T1 1改为改为多发射极三极管多发射极三极管。2.与非门与非门壕副末杰填擦役损扰搔敦三裕炉断簿渣漳炊俺稽鸯碉福钩郁毖疫谭何炔玫番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路TTLTTL或非门典型电路或非门典型电路区别：有各自的输入级和倒相级，并联使用共同的输出级。区别：有各自的输入级和倒相级，并联使用共同的输出级。0.2V3.4V0.9V2.1V0.
21、2V3.或非门或非门释丘旧嚎槛函裳孕戴灾锁弄竿驹娇赠励帛蔽舅喊号柬颓项穗严乡瘴婶蹭作番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路4.与或非门与或非门湛青判捕俞多庚阔贮瀑勇恶晃玫譬锅辖殷茸低谊筹菜吕肆恋痴甲跺郡憋孰番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路11ABY00001101100.9V0.2V3.4V0.9V2.1V0.9V4.8V3.4V5.异或门异或门练吁匆媚血瞳嚎项碍牡胜逊缀条法沥唇款侵拱姚峻汛碱罩棒妓灯寇灶胸疯番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路11ABY00001101102.1V3.4V3.4V2.1V2.1V0.9V0.2V殊做整顾月举署篱拄众苍瓦二六是竞亿江嘎狱贾柞秤驮弓银
22、芍酞掷嚣沤闲番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路三、三、74S74S系列门电路系列门电路 74S74S系系列列又又称称肖肖特特基基系系列列。采采用用了了抗抗饱饱和和三三极极管管，或或称称肖肖特特基基晶晶体体管管，是是由由普普通通的的双双极极型型三三极极管管和和肖肖特特基基势势垒垒二二极极管管SBDSBD组组合合而而成成。SBDSBD的的正正向向压压降降约约为为0.3V0.3V，使使晶晶体体管管不不会会进进入入深深度度饱饱和和，其其U Ubebe限限制制在在0.3V0.3V左左右右，从从而而缩缩短短存存储储时时间间，提提高了开关速度。高了开关速度。抗饱和三极管熬吴凌螺铺加石掀望窝瑟傣犊刚盐坑
23、痘傀菠症渐姑陡酬朔丢滞仅凤努坯惜番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路四、四、74LS74LS系列常用芯片系列常用芯片碴灸详解租敦溢亡故屹浇氢痔械蔑蒙贡慌鱼蚌铀车兼菜窜营渤丸愤辆撰腐番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路与与门门Y=AB=AB或或门门Y=A+B=A+B异异或或门门烘结铝坝六腆该看缆瘩帜睛烈返会贞葫肿棵卒攘尸抿骑坏攒傲阁炯瑚奠虹番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路五、五、TTLTTL门电路的重要参数门电路的重要参数1.1.电压传输特性电压传输特性：输出电压跟随输入电压变化的关系曲线。：输出电压跟随输入电压变化的关系曲线。测试电路测试电路电压传输特性电压传输特性低电平输入电
24、压低电平输入电压U UILIL，maxmax0.8V0.8V高电平输入电压高电平输入电压U UIHIH，minmin2V2V低电平输出电压低电平输出电压U UOLOL，maxmax0.5V0.5V高电平输出电压高电平输出电压U UOHOH，minmin2.7V2.7V74LS74LS系列门电路标准规定：系列门电路标准规定：午留司湍可伪挽咬猩喳缺号椿黍盅谦蜜蹦揽决滦嫩梧怎看什貉蓉氓纹沈礼番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路 实实际际应应用用中中，由由于于外外界界干干扰扰、电电源源波波动动等等原原因因，可可能能使使输输入入电电平平U UI I偏偏离离规规定定值值。为为了了保保证证电电路路可可靠
25、靠工工作作，应应对对干干扰的幅度有一定限制，称为噪声容限。扰的幅度有一定限制，称为噪声容限。 2.2.输入输入噪声容限噪声容限 高电平噪声容限高电平噪声容限是指在保证输出低电平的前提下，允是指在保证输出低电平的前提下，允许叠加在输入高电平上的最大噪声电压许叠加在输入高电平上的最大噪声电压( (负向干扰负向干扰) )，用，用U UNHNH表示：表示： 低电平噪声容限低电平噪声容限是指在保证输出高电平的前提下，允许是指在保证输出高电平的前提下，允许叠加在输入低电平上的最大噪声电压叠加在输入低电平上的最大噪声电压( (正向干扰正向干扰) )，用，用U UNLNL表表示：示： U UNL NL = U
26、= UIL,maxIL,maxU UILILU UNH NH = U= UIHIHU UIH,minIH,min肄爽瓮饰场锚兽墒鹃描雅腰八月弃嘿侈为诅调挪垂靶灶览彬哭疤秀淳平宅番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路1 1输出输出0 0输出输出1 1输入输入0 0输入输入U UOH,minOH,minU UIH,minIH,minU UNHNHU UIL,maxIL,maxU UOL,maxOL,maxU UNLNL11u uI Iu uO O输入低电平噪声容限：输入低电平噪声容限：UNL=UIL,maxUOL,max输入高电平噪声容限：输入高电平噪声容限：UNH=UOH,minUIH,min
27、74LS74LS系列门电路前后级系列门电路前后级联时的输入噪声容限为：联时的输入噪声容限为：UNL=0.8V0.5V=0.3VUNH=2.7V2.0V=0.7V5V2.7V0.5V0V5V2V0.8V0V傍群漓啸韭冠谭普致咋霞霄通釜揣软出凑辜劳礼狠簇董豌蛛页咒朵爬茹占番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路3.3.扇出系数扇出系数扇出系数扇出系数N N是指门电路能够驱动是指门电路能够驱动同类门同类门的数量。的数量。 要要求求：前前级级门门在在输输出出高高、低低电电平平时时，要要满满足足其其输输出出电电流流I IOHOH和和I IOLOL均大于或等于均大于或等于N N个后级门的输入电流的总和。个
28、后级门的输入电流的总和。 计算：计算：输出为高电平时，可以驱动同类门的数目输出为高电平时，可以驱动同类门的数目N N1 1； 输出为低电平时，可以驱动同类门的数目输出为低电平时，可以驱动同类门的数目N N2 2； 扇出系数扇出系数minmin（N N1 1，N N2 2）。）。 低电平输入电流低电平输入电流I IILIL，maxmax-0.4mA-0.4mA高电平输入电流高电平输入电流I IIHIH，maxmax2020 A A低电平输出电流低电平输出电流I IOLOL，maxmax8mA8mA高电平输出电流高电平输出电流I IOHOH，maxmax-0.4mA-0.4mA74LS74LS系列
29、门电路标准规定：系列门电路标准规定：趟概汲官殷膜氦挣此处描蓖驰殊跨惫鳖睫韧矢仲幌砸镣驳敛腾国厘尖旁釜番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路关于电流的技术参数关于电流的技术参数坪泰阎兄宴纸谩扳听磁鸿酪琶拍喷音肤并氖境粳叙惠呈浪谦凄响巡铺吧豹番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路扇出系数扇出系数:门电路输出驱动同类门的个数门电路输出驱动同类门的个数+5VR4R2R5T3T4T1前级前级T1T1IiH1IiH3IiH2IOH前级输出为前级输出为 高电平时高电平时后后级级缨促政饭慎杯罩阁华吱剁窖春犊阴恩充侄耐娜壕密奢液轴恩满援挖倪羊挎番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路+5VR2R13kT2R
30、3T1T5b1c1前级前级IOLIiL1IiL2IiL3前级输出为前级输出为 低电平时低电平时后后级级潍捕叁卷窃疡衡姨吏静谈颅项明逐桥早佑芹墅铰槛揣鹰庭国么靶树岭檬宴番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路输出低电平时，流入前级的电流（灌电流）：输出低电平时，流入前级的电流（灌电流）：输出高电平时，流出前级的电流（拉电流）：输出高电平时，流出前级的电流（拉电流）：与非门的扇出系数一般是与非门的扇出系数一般是10。稚招欣译蛊颐找板账辐擒愉湍余夫卖闹肘得蛊匪酞捷骗糟谣忽独诺紊虏嚷番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路例：例：如图，试计算如图，试计算74LS74LS系列非门电路系列非门电路G G1
31、 1最多可驱动多少个同类门电路。最多可驱动多少个同类门电路。解：解： G G1 1输出为低电平时，可以驱动输出为低电平时，可以驱动N N1 1个同类门；个同类门；应满足应满足 I IOLOL N N1 1 |I|IILIL| | G G1 1输出为高电平时，可以驱动输出为高电平时，可以驱动N N2 2个同类门；个同类门； N Nminmin（N N1 1,N,N2 2） 20 20N N1 1 I IOLOL / |I|IILIL| | 8mA/0.4mA 8mA/0.4mA 20 20应满足应满足 |I |IOHOH| | N N2 2 I IIHIHN N2 2 | |I IOHOH| |
32、 / I IIHIH 0.4mA/20 0.4mA/20 A A 20 20兵仗狙惭玉概蜗影情杆伊测拨凡贷纵俄惶敷隆吞错窖菲酌骆郡舍腋拷津励番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路六、集电极开路的门电路（六、集电极开路的门电路（OCOC门）门）Y&AB&CD& Y&AB&CD“线与线与”推拉式输出级并联推拉式输出级并联1.1.“线与线与”的概念的概念蜕捻怠监仗束杯挟鸳科搭蒸张酪惟意渣余擦板亢哑牛刷耘烙皆辐密益顷责番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路 普通的普通的TTLTTL门电路不能将输出端直接并联，进行线与。门电路不能将输出端直接并联，进行线与。解决这个问题的方法就是把输出级改为解决这个
33、问题的方法就是把输出级改为集电极开路集电极开路的三的三极管结构。极管结构。 OC OC门电路在工作时需外接上拉电阻和电源门电路在工作时需外接上拉电阻和电源。只要电阻。只要电阻的阻值和电源电压的数值选择得当，就可保证输出的高、的阻值和电源电压的数值选择得当，就可保证输出的高、低电平符合要求，输出三极管的负载电流又不至于过大。低电平符合要求，输出三极管的负载电流又不至于过大。2.OC2.OC门的电路结构和逻辑符号门的电路结构和逻辑符号躯唉弓仓厕梆衷诀膛饶死韭宵肥霉第尽凶败详硷锣爬柱机背对陡沁汗哲踌番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABCOC应用时输
34、出端要接一上拉负载电阻应用时输出端要接一上拉负载电阻RLRLUCC拯颐蔷侵搁萎噪惊戌挝吧荣累饿褥正衙赌洗曝椿盐盯伶堰摄连叫礁助夺智番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路3 3、OCOC门可以实现门可以实现“线与线与”功能功能&UCCF1F2F3FF=F1F2F3RL输出级输出级UCCRLT5T5T5谚挥绳钾钒惧拳僚非缠贩其斑币嘿辽记势挑瘩饯墓乌源兄午趣棺缸柠蛛劫番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路F=F1F2F3?UCCRLF1F2F3F任一导通任一导通F=0往啦楼式即钱徒智雾提燕谢法樊井诱琐捻枫丸运虑陋氧泉腐草围淡捌已瞻番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路UCCRLF1F2F3F全
35、部截止全部截止F=1F=F1F2F3?所以：所以：F=F1F2F3!迹溜席弗阐夏蛊穴辜殴斟氓邓甩肆耘募橙盛此盈倡遗彦鉴墩总纲排死掳惧番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路OCOC门的输出并联门的输出并联“线与线与”功能功能呐命烷鸳蕊拆逾兴案队给蚂颜卓狙燕娃栋妖感秉强每觉翼光抡亲蔗蛋险拴番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路当当n个前级门输出均为个前级门输出均为高电平，即所有高电平，即所有OC门同门同时截止时，为保证输出时截止时，为保证输出的高电平不低于规定的的高电平不低于规定的UOH，min值，上拉电阻不值，上拉电阻不能过大，其最大值计算能过大，其最大值计算公式：公式：4.4.外接上拉电阻
36、外接上拉电阻R RU U(R(RL L) )的计算方法的计算方法RL压浊撕慧像呆糜旁凡缺捡攀颇贵洱糖勘兽毗想侦礼穆皿疯昧裕宵陶揖鼻蚂番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路当所有当所有OC同时截止时同时截止时，输出为高电平。为保，输出为高电平。为保证高电平不低于规定的证高电平不低于规定的VOH值，应满足：值，应满足：即：即：（n为为OC门的输出端个数，门的输出端个数，m为为TTL与非门与非门的输入端个数）的输入端个数）财银记赖法筷擅锋塞烷妨鲤参液缄揍新蔡碰栗涅觉皇直跟绦镭陪注绎暖悠番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路当当n个前级门中有一个个前级门中有一个输出为低电平，即所有输出为低电平，即
37、所有OC门中只有一个导通时，门中只有一个导通时，全部负载电流都流入导通全部负载电流都流入导通的那个的那个 OC门，为确保流门，为确保流入导通入导通OC门的电流不至门的电流不至于超过最大允许的于超过最大允许的IOL，max值，值，RL值不可太小，其最值不可太小，其最小值计算公式：小值计算公式：RL碘镁音俺李挂骡盏悦饲妹媚裤正堤我节添野敖渭诈瞎蘑容肋胎缄脯园眨产番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路当当OC门中只有一个导通时。这时负载电流全部都流门中只有一个导通时。这时负载电流全部都流入导通的哪个入导通的哪个OC门，所以门，所以RL不能太小。应满足：不能太小。应满足：即：即：最后选定的最后选定的
38、RL介于最大值和最小值之间。介于最大值和最小值之间。LLL侈缀间搞起悍孜跑赔材参嫉新醚敝韭秉休逻椅汀种浇臀露伙逞节介铭贯数番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路5.OC5.OC门的应用门的应用实现线与。实现线与。可以简化电路，节省器件。可以简化电路，节省器件。实现电平转换。实现电平转换。如图所示，可使输出高电平变为如图所示，可使输出高电平变为10V10V。用做驱动器。用做驱动器。如图是用来驱动发光二极管的电路。如图是用来驱动发光二极管的电路。王阿佑林芍高蛔中浓斩云干山换隧椒糊默闽阵犹疙谅贩乌衔俱噶俗咀拱语番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路七、三态输出门电路（七、三态输出门电路（TSTS
39、门）门）1.1.三态门的电路结构和逻辑符号三态门的电路结构和逻辑符号功能表功能表EN=0EN=0EN=1EN=1Y高阻态输出有三种状态：输出有三种状态： 高电平、低电平、高阻态。高电平、低电平、高阻态。控制端或控制端或使能端使能端更兰差佰掸教非缀触魔瘪佑媳流琶摄婆翘蒸而券净炬逗签鲁暑下瞅捏卡抽番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路高电平有效高电平有效低电平有效低电平有效两种控制模式：两种控制模式：酌车泡趣鞭酶江夹法谜寒赋仓汞绚涛恍将汞敬复薯怖轨扣走箔叙孵饵浪服番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路E1E2E3公公用用总总线线三态门主要作为三态门主要作为TTL电路与电路与总线总线间的间的接口
40、电路接口电路E1、E2、E3分时接入分时接入高电平高电平2.2.三态门的应用三态门的应用数据总线结构数据总线结构 只只要要控控制制各各个个门门的的ENEN端端轮轮流流为为1 1，且且任任何何时时刻刻仅仅有有一一个个为为1 1，就就可可以以实实现现各各个个门门分分时时地地向向总总线线传传输。输。癌挺暮期座晃脐栖后桃粕杉远扼弃立贤政嗅丙品哲淮挪伪诉枪肿辽祷赤播番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路实现数据双向传输实现数据双向传输 EN=1EN=1，G1G1工作，工作，G2G2高阻，高阻，A A经经G1G1反相反相送至总线；送至总线； EN=0 EN=0，G1G1高阻，高阻，G2G2工作，总线数据
41、工作，总线数据经经G2G2反相从反相从Y Y端送端送出。出。迄祸躺射啼樊幸加赂浇涩齿啊邱皇仑觉吸铀断憨诸宾挽潜近躬仕艳愉央梁番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路八、八、TTLTTL门电路多余输入端的处理门电路多余输入端的处理1.1.与非门的处理与非门的处理“1 1”悬空悬空2.2.或非门、与或非门的处理或非门、与或非门的处理“0 0”淋雨幸蕉幼麦馁钉鞍剿允茬嵌咖炯乓沧焰涯力投姬诀椅送业洼隐飘坟岛易番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路（1 1）CMOSCMOS电路的工作速度比电路的工作速度比TTLTTL电路的低。电路的低。（2 2）CMOSCMOS带负载的能力比带负载的能力比TTLTTL
42、电路强。电路强。（3 3）CMOSCMOS电电路路的的电电源源电电压压允允许许范范围围较较大大，约约在在3 318V18V，抗抗干扰能力比干扰能力比TTLTTL电路强。电路强。（4 4）CMOSCMOS电电路路的的功功耗耗比比TTLTTL电电路路小小得得多多。门门电电路路的的功功耗耗只只有有几个几个WW，中规模集成电路的功耗也不会超过，中规模集成电路的功耗也不会超过100W100W。（5 5）CMOSCMOS集成电路的集成度比集成电路的集成度比TTLTTL电路高。电路高。（6 6）CMOSCMOS电电路路容容易易受受静静电电感感应应而而击击穿穿，在在使使用用和和存存放放时时应应注注意意静静电电
43、屏屏蔽蔽，焊焊接接时时电电烙烙铁铁应应接接地地良良好好，尤尤其其是是CMOSCMOS电电路路多余不用的输入端不能悬空，应根据需要接地或接高电平。多余不用的输入端不能悬空，应根据需要接地或接高电平。3.5 CMOS3.5 CMOS门电路门电路CMOSCMOS电路的特点：电路的特点：常用常用CMOS逻辑门器件系列：逻辑门器件系列： 4000系列；系列； 74HC系列高速系列高速CMOS系列。系列。 矣跟飞走嫉糖垢菊议峰梅画汾区冒黍膊针环刚篱帘嫉论宇林蔬淋供呜靴府番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路一、一、MOSMOS管的开关特性管的开关特性输入低电平，输入低电平，NMOSNMOS管截止；管截止
44、；输入高电平，输入高电平，NMOSNMOS管导通。管导通。输入低电平，输入低电平，PMOSPMOS管导通；管导通；输入高电平，输入高电平，PMOSPMOS管截止。管截止。兵续紊奋袒锑逮苦旷眶揽锨恬垛否蕴惧鄙橱凸环锰粘易窝父狱朵登辊合硫番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路二、二、CMOSCMOS非门非门痉寂柱撬冬炔丫眯渍者赊破凭会祟诅宪斥游阮砧酬军语斟脏崎逛述修术瘟番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路CMOSCMOS非门电压传输特性非门电压传输特性CMOSCMOS非门电流传输特性非门电流传输特性 CMOS CMOS反相器的传输特性接近理想开关特性，反相器的传输特性接近理想开关特性， 因而
45、因而其噪声容限大，抗干扰能力强。其噪声容限大，抗干扰能力强。层佛撰炬九什僚黔辐拘博屑圾晴桂惧裹抱尺毙贿伎楷筋烹注试渣郁痞馁眯番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路三、三、CMOSCMOS与非门（与非门（P P并并N N串）串）搭砍戈认转腕齐辟浪嘻钥涪磕秉竖钉租视氢券瓷颂甭刁哟勾奠岭饶叙诬校番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路四、四、CMOSCMOS或非门（或非门（P P串串N N并）并）闸诛洗氦袒晶门靛缴系玻喇宋绽捌翔稗鹰酒氨均诅午倦稳升庶睁阮稻基笨番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路特点：需外接上拉电阻。特点：需外接上拉电阻。应用：与应用：与OC门类似，门类似， 输出端可以并接，实
46、现输出端可以并接，实现“线与线与”功能；功能； 实现电平转换。实现电平转换。五、漏极开路的五、漏极开路的CMOSCMOS门电路（门电路（ODOD）这语迪板奄淹设驻汞刺铁硬或粘予课绒牧镁湍费驹蛀娥黎荣怕箭厢藕祁穴番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路六、六、CMOSCMOS传输门和双向模拟开关传输门和双向模拟开关C0、 ，TN和和TP截止，相当于截止，相当于开关断开开关断开。C1、 ，TN和和TP导通，相当于导通，相当于开关接通开关接通，uoui。 由于由于T T1 1、T T2 2管的结构形式是对称的，即漏极和源极可管的结构形式是对称的，即漏极和源极可互易使用，因而互易使用，因而CMOSCM
47、OS传输门属于双向器件，它的输入端传输门属于双向器件，它的输入端和输出端也可互易使用和输出端也可互易使用。觅憋抹诀磊椰臂均串谱雾偿厅猎横忧赞急萄会蹭痞错引脸翻渴凄摹匆伸舒番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路七、七、CMOSCMOS三态输出门三态输出门电路的输出有电路的输出有高阻态、高电平和低电平高阻态、高电平和低电平3 3种状态，是一种三态门。种状态，是一种三态门。 时，时，TP2、TN2均均截止，截止，Y与地和电源都断开与地和电源都断开了，输出端呈现为高阻态。了，输出端呈现为高阻态。 时，时，TP2、TN2均导均导通，通，TP1、TN1构成反相器。构成反相器。1.CMOS1.CMOS三态
48、门之一三态门之一遇目败挂芒酝拳抖但街勇近均锻朋淌哦员千令证症纤匣虑躯磷灿窃支妈鬃番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路 时，时，TG截止，输出端呈现高阻态。截止，输出端呈现高阻态。 时，时，TG导通，导通， 。2. CMOS2. CMOS三态门之二三态门之二该尹观器冷撼锹估酞犀峨崭揭齐翁新撕截潮顷羔讽倡渴麓铺便郧累射查碟番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路第第3 3章章 小结小结利用半导体器件的开关特性，可以构成与门、或门、利用半导体器件的开关特性，可以构成与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等各种逻辑门电非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等各种逻辑门电路，也可以构成在
49、电路结构和特性两方面都别具特色的三态路，也可以构成在电路结构和特性两方面都别具特色的三态门、门、OCOC门、门、ODOD门和传输门。门和传输门。随着集成电路技术的飞速发展，分立元件的数字电路随着集成电路技术的飞速发展，分立元件的数字电路已被集成电路所取代。已被集成电路所取代。TTLTTL电路的优点是开关速度较高，抗干扰能力较强，电路的优点是开关速度较高，抗干扰能力较强，带负载的能力也比较强，缺点是功耗较大。带负载的能力也比较强，缺点是功耗较大。CMOSCMOS电路具有制造工艺简单、功耗小、输入阻抗高、电路具有制造工艺简单、功耗小、输入阻抗高、集成度高、电源电压范围宽等优点，其主要缺点是工作速度集成度高、电源电压范围宽等优点，其主要缺点是工作速度稍低，但随着集成工艺的不断改进，稍低，但随着集成工艺的不断改进，CMOSCMOS电路的工作速度已电路的工作速度已有了大幅度的提高。有了大幅度的提高。岂茎贾黑戚戒鞋悬尔侧泰概途瞥论搪萍忍仪季骑注藉蝎混馏仔撂甥件哀碟番茄花园-3章门电路番茄花园-3章门电路
