第三章逻辑门电路电子精选文档.ppt

第三章逻辑门电路电子本讲稿第一页，共六十六页1 逻辑门电路逻辑门电路门：具有开关作用。门：具有开关作用。门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。一、器件的开关作用一、器件的开关作用开关特性开关特性体现开关作用体现开关作用静态特性静态特性转换过程转换过程动态特性动态特性理想开关特性理想开关特性Z0短路、相当开关闭合短路、相当开关闭合Z断路、相当开关断开断路、相当开关断开本讲稿第二页，共六十六页二、半导体二极管的开关特性二、半导体二极管的开关特性DR+开关作用开关作用D正偏正偏导通导通UD很小很小电路导通电路导通UD0.7V,硅管硅管UD0.3V,锗管锗管D反偏反偏截止截止UD很大很大电路断开电路断开注注:讲课如不特殊说明讲课如不特殊说明,均以硅管为例均以硅管为例.本讲稿第三页，共六十六页三、半导体三极管的开关特性三、半导体三极管的开关特性开关作用开关作用10KVcc=5V1k Vo=30T截止截止饱和饱和放大放大Vbe Vbc反偏反偏反偏，反偏，ibic0，开关断开。，开关断开。正偏正偏反偏，反偏，ic ib，线性放大。线性放大。正偏正偏正偏，正偏，ib Ibs ，开关闭合。开关闭合。本讲稿第四页，共六十六页开关作用（续）开关作用（续）临界饱和：临界饱和：饱和系数：饱和系数：10KVcc=5V1k Y=30TB越大，饱和越深；越大，饱和越深；反之饱和则浅反之饱和则浅说明：说明：因所以，临界饱和电流是由外电路（所以，临界饱和电流是由外电路（Rc）决定的，）决定的，Rc不同，临界饱和电流是不一样的。不同，临界饱和电流是不一样的。Vbc0 V时，时，T处于临界饱和处于临界饱和本讲稿第五页，共六十六页例例1:计算图示电路的临界饱和电流。计算图示电路的临界饱和电流。=30Vces=0.3VRbTRcReicibieVccVo本讲稿第六页，共六十六页四、基本门电路四、基本门电路对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路二极管与门（二极管与门（D与门）与门）电路电路 5V A0V BFRD1D2Vcc（5V）原理原理VAVBVFD1 D20V 0V 0.7V 通通通通0V 5V 0.7V 通通止止5V 0V 0.7V 止止通通5V 5V 5 V 止止止止电路分析要求出输入的电路分析要求出输入的各种组合与输出的关系各种组合与输出的关系电位表：电位表：本讲稿第七页，共六十六页二极管与门二极管与门(续续)VAVBVFD1 D20V 0V 0.7V 通通通通0V 5V 0.7V 通通止止5V 0V 0.7V 止止通通5V 5V 5 V 止止止止0低电位低电位1高电位高电位真值表真值表:A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1实现了实现了与逻辑与逻辑功能功能实现了实现了与逻辑与逻辑功能功能符号符号ABF&国标国标惯用惯用国外国外ABFABF本讲稿第八页，共六十六页 二极管或门（二极管或门（D或门）或门）电路电路 5V A0V BFRD1D2原理原理VAVBVFD1 D20V 0V 0V 止止止止0V 5V 4.3V 止止通通5V 0V 4.3V 通通止止5V 5V 4.3V 通通通通电位表：电位表：0低电位低电位1高电位高电位真值表真值表:A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1实现了实现了或逻辑或逻辑功能功能实现实现了或了或逻辑逻辑功能功能本讲稿第九页，共六十六页符号符号国标国标惯用惯用国外国外FAB1ABFABF本讲稿第十页，共六十六页 晶体管非门晶体管非门 (反相器反相器)符号符号电路电路原理原理VAVFT0V 5V 止止5V 0.3V 通通电位表：电位表：真值表真值表:A F 0 1 1 0实现了实现了非逻辑非逻辑功能功能实现了实现了非逻辑非逻辑功能功能ARbRcVcc(5V)FT国标国标惯用惯用国外国外FA1AFFA本讲稿第十一页，共六十六页 复合门复合门把单级门电路把单级门电路级联级联起来起来,构成复合门构成复合门,如如:与非门、或非门等等与非门、或非门等等。异或门异或门YY与非门与非门YABY或非门或非门异或非门异或非门YYYY国标国标惯用惯用国外国外ABABABABABABABY&Y1Y=1Y=ABABABAB本讲稿第十二页，共六十六页正逻辑正逻辑门电路的输入、输出电压定义为：门电路的输入、输出电压定义为：负逻辑负逻辑说明：说明：前面所述基本门电路均以正逻辑定义。前面所述基本门电路均以正逻辑定义。同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下，同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下，实现的逻辑功能不同。实现的逻辑功能不同。数字系统中，不是采用正逻辑就是采用数字系统中，不是采用正逻辑就是采用负逻辑，而负逻辑，而不能混合使用不能混合使用。本书中采用本书中采用正正逻辑系统。逻辑系统。低电位低电位0高电位高电位1门电路的输入、输出电压定义为：门电路的输入、输出电压定义为：低电位低电位1高电位高电位0五、逻辑约定五、逻辑约定本讲稿第十三页，共六十六页2 TTL集成门电路集成门电路(与非门与非门)二极管二极管-晶体三极管逻辑门（晶体三极管逻辑门（DTL）集集晶体三极管晶体三极管-晶体三极管逻辑门晶体三极管逻辑门（TTL）成成双极型双极型射极耦合逻辑门射极耦合逻辑门（ECL）逻逻集成注入逻辑门电路集成注入逻辑门电路（）辑辑N沟道沟道MOS门门(NMOS)门门单极型单极型(MOS型型)P沟道沟道MOS门门(PMOS)互补互补MOS门门(CMOS)集成门电路按开关元件分类集成门电路按开关元件分类集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。本讲稿第十四页，共六十六页一、电路一、电路+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 多发射极多发射极输入级输入级中间中间倒相级倒相级推挽推挽输出级输出级输输入入级级由由多多发发射射极极晶晶体体管管T1和和基基极极电电组组R1组组成成，它它实实现现了了输输入入变变量量A、B、C的与运算。的与运算。BFRD1D3Vcc（5V）D2ACD4中间级是放大中间级是放大级，由级，由T2、R2和和R3组成，组成，T2的集电极的集电极C2和和发射极发射极E2可以可以分提供两个相分提供两个相位相反的电压位相反的电压信号信号C2E2输出级：由输出级：由T3、T4、T5和和R4、R5组组成，其中成，其中T3、T4构成复合管，与构成复合管，与T5组成推拉式输出结构，具有较强组成推拉式输出结构，具有较强的负载能力。的负载能力。本讲稿第十五页，共六十六页“0”1VVb1=0.3+0.7=1VVb1=0.3+0.7=1V三个三个PN结结导通需导通需2.1V+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1VVV 3.63.60.3二、工作原理二、工作原理T1T1深饱和深饱和T2T2截止截止T5T5截止截止1.输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时不足以让不足以让T2、T5导通导通本讲稿第十六页，共六十六页+5VFR4R2R13kR5T3T4T1b1c1ABC“0”1Vuouo=5-uR2-ube3-ube4 3.6V高电平！高电平！1.输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时(续续)T1T1深饱和深饱和T2T2截止截止T5T5截止截止T3T3微饱和微饱和T4T4放大放大结论结论1:输入有低时输入有低时,输出为高输出为高本讲稿第十七页，共六十六页T1:T1:倒置倒置全饱和导通全饱和导通Vb1=2.1VVc1=1.4V全反偏全反偏 1V截止截止+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 2.输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时2.1V1.4VT1管管:Ve1=3.6VVb1=2.1VVc1=1.4VT1管在倒置工作状态管在倒置工作状态3.6VT2,T5管饱和导通,Vce2=0.3V所以:Vc2=1VT3:放大 Vb4=0.3V T4:截止0.3VT2:T2:饱和饱和T5:T5:饱和饱和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止放大放大本讲稿第十八页，共六十六页+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC饱和饱和uF=0.3V 2.输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时(续续)饱和饱和3.6VT1:T1:倒置倒置T2:T2:饱和饱和T5:T5:饱和饱和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止结论结论2:输入全高时输入全高时,输出为低输出为低T5饱和,Vce5=0.3V本讲稿第十九页，共六十六页工作原理小结工作原理小结:1.输入有低电平（输入有低电平（0.3V）时）时 V VF F=3.6V=3.6V2.输入全为高电平（输入全为高电平（3.6V）时）时 V VF F=0.3V=0.3VT1:T1:倒置倒置T2:T2:饱和饱和T3:T3:放大放大T4:T4:截止截止T5:T5:饱和饱和T1T1深饱和深饱和T2T2截止截止T3T3微饱和微饱和T4T4放大放大T5T5截止截止3.逻辑功能逻辑功能本讲稿第二十页，共六十六页3.输入多发射极的作用输入多发射极的作用TTLTTL集成门在输入级采用集成门在输入级采用晶体管晶体管多发射极多发射极，其作用是其作用是:1.1.参数一致性好参数一致性好;2.2.缩小体积缩小体积;3.3.缩短缩短T2T2从饱和向截止的转换时间从饱和向截止的转换时间加速转换过程加速转换过程。(即加速输入由全即加速输入由全“1 1”输入有输入有“0 0”的转换过程的转换过程)4.推挽输出电路的作用推挽输出电路的作用输出级采用输出级采用推挽电路推挽电路提供比较大的带负载能力提供比较大的带负载能力.本讲稿第二十一页，共六十六页TTLTTL集成电路的外特性：集成电路的外特性：n电压传输特性电压传输特性 V VO O=f(Vf(Vi i)n输入输入/输出特性输出特性VOH输出高电平，输出高电平，VOL输出低电平，输出低电平，VOFF关门电平，关门电平，VON开门电平：开门电平：VT门坎电平，门坎电平，噪声容限：噪声容限：VNH，VNL。输入伏安特性输入伏安特性ii=f（Vi）输入负载特性输入负载特性Vi=f（Ri）开门电阻开门电阻RON，关门电阻，关门电阻ROFF输出特性输出特性Vo=f（io）输出低电平，输出低电平，输出高电平输出高电平输入短路电流输入短路电流IIS输入漏电流输入漏电流IIH灌电流灌电流拉电流拉电流扇出系数扇出系数本讲稿第二十二页，共六十六页三、电压传输特性三、电压传输特性ViVo&VVVCC输出电压输出电压V VO O随输入电压随输入电压V Vi i变化的关系曲线，即变化的关系曲线，即 V VO O=f f(V(Vi i)。测试电路测试电路传输特性曲线传输特性曲线V0(V)Vi(V)1233.6VBCDE0.6V 1.4V0A电压传输特性电压传输特性本讲稿第二十三页，共六十六页电压传输特性分析电压传输特性分析V0(V)Vi(V)1233.6VBCDE0.6V 1.4V0ABCBC段：段：线性区，当线性区，当0.6VV0.6VVi i1.3V1.3V，0.7VV0.7VV b2 b21.4V1.4V时，时，T T2 2开始导通，开始导通，T T5 5仍截止，仍截止，V VC2C2随随V Vb2b2升高而下降，经升高而下降，经T T3 3、T T4 4两级射随器使两级射随器使V VO O下降。下降。ABAB段：段：截止区截止区,当当V VI I0.6V0.6V，V Vb1b11.3V1.3V时，时，T T2 2、T T5 5截止，输出高电平截止，输出高电平V VOH OH=3.6V=3.6VCDCD段：段：转折转折,V Vi i=1.4V,T2=1.4V,T2、T5T5饱和。饱和。DEDE段：段：饱和区饱和区,V Vi i1.4V1.4VV VO O0.3V0.3V本讲稿第二十四页，共六十六页几个参数几个参数VOH输出高电平：输出高电平：VOL输出低电平：输出低电平：与非门输入有低时，与非门输入有低时，Vo VOH 产品规范值产品规范值:VOH2.4V典典 型型 值值:VOH3.6V标准高电平标准高电平:VOH=VSH=2.4V与非门输入全高时，与非门输入全高时，Vo VOL 产品规范值产品规范值:VOL0.4V典典 型型 值值:VOL0.3V标准低电平标准低电平:VOL=VSL=0.4V1.VOH 和和 VOL都是对具体门输出高、低电平都是对具体门输出高、低电平电压值电压值的的 要求。要求。2.高电平表示一种状态，低电平表示另一种状态，高电平表示一种状态，低电平表示另一种状态，一种状态对应一定的电压范围，而不是一个固定值。一种状态对应一定的电压范围，而不是一个固定值。说明：说明：0V5V2.4VVSLVSH0.4V本讲稿第二十五页，共六十六页几个参数（续）几个参数（续）VOFF关门电平：关门电平：VON开门电平：开门电平：VT门坎电平：门坎电平：与非门在保证输出为高电平时，与非门在保证输出为高电平时，允许的最大输入低电平值。允许的最大输入低电平值。VOFF0.8V与非门在保证输出为低电平时，与非门在保证输出为低电平时，允许的最小输入高电平值。允许的最小输入高电平值。VON2 V此时输入有低此时输入有低此时输入全高此时输入全高本讲稿第二十六页，共六十六页噪声容限噪声容限VSHVONVOFFVSLVNHVNL1100定义：定义：高电平噪声容限高电平噪声容限VNH VSH VON 2.420.4V低电平噪声容限低电平噪声容限VNLVOFF VSL0.80.4V0.4V在保证在保证输出输出高、低电平高、低电平性质性质不变的不变的条件下，输入电平的允许波动范围条件下，输入电平的允许波动范围称为称为输入端噪声容限输入端噪声容限。本讲稿第二十七页，共六十六页四、输入四、输入/输出特性输出特性输输入入伏伏安安特特性性：输输入入电电压压与与输输入入电电流流之之间间的的关关系系曲曲线线，即即ii=f（Vi）+5VR2R13kT2T1ViIR1Ii-1.4mA1.4V3.6VIISIIH=50A测试电路测试电路特性曲线特性曲线本讲稿第二十八页，共六十六页输入伏安特性输入伏安特性(续续1)输入短路电流输入短路电流IISVi=0V时由输入端流出的电流。时由输入端流出的电流。+5VR2R13kT2T1ViIR1IiIIS-1.4mAVi=01.4V时时,IC1变化很小变化很小,Ii的的绝对值也只略有减绝对值也只略有减少。少。3.6V1.4V设定设定正方正方向向输入有低输入有低,T2截止。截止。本讲稿第二十九页，共六十六页输入伏安特性输入伏安特性(续续2)输入漏电流输入漏电流IIH（输入高电平电流）（输入高电平电流）+5VR2R13kT2T1ViIR1Ii-1.4mAIC1假定假定正方正方向向Vi=3.6V时时,由输入端流入的电流。由输入端流入的电流。IIH=50A3.6VIIS1.4VIIHVi1.4V时时,T2始始导通，导通，IC1迅速增大迅速增大Ii迅速减小。迅速减小。=3.6V输入全高，输入全高，T1倒置，倒置，Ii流流入入T1本讲稿第三十页，共六十六页即输入端通过电阻即输入端通过电阻R接地时的特性接地时的特性输入端输入端“1”,“0”？+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC 输入负载特性输入负载特性ViRI本讲稿第三十一页，共六十六页ViVT=1.4V时时,相当输入低电平，相当输入低电平，所以输出为高电平。所以输出为高电平。R较小时较小时R增大时增大时RVi=VT 时，输入变高，时，输入变高，输出变低电平。此时输出变低电平。此时Vi1.4V。1.4VR0+5VR13kT1ABCRiViVi=VT 时，时，T2、T5导导通，通，Vb12.1V,使使Vi钳钳在在1.4V。R单位单位:K本讲稿第三十二页，共六十六页1.悬空的输入端悬空的输入端（Ri）相当于接相当于接高电平。高电平。2.为了防止干扰，可将悬空的输入端接为了防止干扰，可将悬空的输入端接高电平（如高电平（如Vcc）。）。本讲稿第三十三页，共六十六页开门电阻开门电阻 RON关门电阻关门电阻ROFF在保证与非门输出为在保证与非门输出为低低时，时，允许输入电阻允许输入电阻R R的最的最小小值。值。在保证与非门输出为在保证与非门输出为高高时，允时，允许输入电阻许输入电阻R R的最的最大大值。值。RON2 KROFF0.8 K当当RI RON时时，相当输入高电平。相当输入高电平。当当RI ROFF时时，相当输入低电平。相当输入低电平。本讲稿第三十四页，共六十六页输出特性输出特性输出低电平输出低电平说明说明:输出为低输出为低,灌电流负载。灌电流负载。ILFT4T5RLVCCIL0VOL20mA0.4VT5饱和饱和,Rce5很小很小,故故IL上升时上升时,VOL上升上升很慢很慢,基本呈线性关系。基本呈线性关系。当当VOL VSL0.4V后，后，低低电平输出逻电平输出逻辑关系被破坏辑关系被破坏,故故IL灌灌受限制。受限制。本讲稿第三十五页，共六十六页输出高电平输出高电平+5VFR4R5T3T4T5RLIL说明说明:输出为高输出为高,拉电流负载。拉电流负载。I IL L较小时较小时,T3,T3处在浅饱和区处在浅饱和区(V VCE3CE3 较大较大)，I IL LI IR4R4 V VR4R4 V VCE3CE3 VVO O基本不变。基本不变。当当I IL L5mA5mA后后,T3,T3进入饱和区，进入饱和区，V VCE3CE3V VCES3CES3保持不变，保持不变，V VO O随随I IL L上升而下降。上升而下降。IL0VO3.6V2.4V20mA5mAIR4当当V VOLOLV VSHSH2.4V2.4V后后,高高电平输出逻辑电平输出逻辑关系被破坏关系被破坏,故故I IL L拉拉 受限制。受限制。本讲稿第三十六页，共六十六页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T1T1前级输出为前级输出为高电平时高电平时拉电流负载。拉电流负载。IiH1IiH3IiH2IOH 扇出系数扇出系数因因IL拉拉受限制，故负载数量有限。受限制，故负载数量有限。本讲稿第三十七页，共六十六页+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1前级前级IOLIiL1IiL2IiL3前级输出为前级输出为低电平时低电平时灌电流负载。灌电流负载。因因IL灌灌受限制，故负载数量有限。受限制，故负载数量有限。本讲稿第三十八页，共六十六页输出低电平时，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，前级流出的电流（拉电流）：输出高电平时，前级流出的电流（拉电流）：一般与非门的扇出系数为一般与非门的扇出系数为8。由于由于IOL、IOH的限制，每个门电路输出端所带门电的限制，每个门电路输出端所带门电路的个数有限，一般路的个数有限，一般N灌灌N拉。拉。本讲稿第三十九页，共六十六页工作速度工作速度tuiotuoo50%50%tpd1tpd2平均传输时间平均传输时间主要性能主要性能五、主要性能和主要参数五、主要性能和主要参数改进措施改进措施主要取决于存储时间主要取决于存储时间ts，5管门电路管门电路 tpd40ns有源泄放有源泄放抗饱和电路抗饱和电路本讲稿第四十页，共六十六页+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5TTL与非门的改进与非门的改进存存在在问问题题：TTLTTL门门电电路路工工作作速速度度相相对对较较快快，但但由由于于当当输输出出为为低低电电平平时时T T5 5工工作作在在深深度度饱饱和和状状态态，当当输输出出由由低低转转为为高高电电平平，由由于于在在基区和集电区有存储电荷不能马上消散，而影响工作速度基区和集电区有存储电荷不能马上消散，而影响工作速度。有源泄放有源泄放由由T6、R6和和R3构成的有源构成的有源泄放电路来代替泄放电路来代替T2射极射极电阻电阻R3R3R6T6本讲稿第四十一页，共六十六页 可可能能工工作作在在饱饱和和状状态态下下的的晶晶体体管管T T1 1、T T2 2、T T3 3、T T5 5都都用用带带有有肖肖特特基基势势垒垒二二极极管管（SBDSBD）的的三三极极管管代代替替，以以限限制制其其饱饱和和深深度度，提提高高工工作作速速度。度。平均平均tpd2 24ns4ns抗饱和电路抗饱和电路nSBDSBD特点：特点：与与普普通通二二极极管管一一样样，具具有单项导电性；有单项导电性；开启电压低，约开启电压低，约0.4V0.4V；多多数数载载流流子子导导电电，电电荷荷存存储效应小。储效应小。原理：原理：当当V Vbcbc0.4V0.4V时时,SBD,SBD导通导通,将将I Ib b分流分流,避免避免T T进入深饱和。进入深饱和。原理：当Vbc0.4V时,SBD导通,将Ib分流,避免T进入深饱和。本讲稿第四十二页，共六十六页主要性能（续）主要性能（续）负载能力：负载能力：空载功耗空载功耗:抗干扰能力抗干扰能力:扇出系数扇出系数N8低电平抗干扰能力低电平抗干扰能力VNL0.4V高电平抗干扰能力高电平抗干扰能力VNH0.4V截止功耗截止功耗POFF:较小较小导通功耗导通功耗PON:较大较大,PON =几十毫瓦几十毫瓦工作速度工作速度:典型典型tpd40ns主要参数主要参数:自学自学本讲稿第四十三页，共六十六页TTL系列说明系列说明发展方向发展方向:S:抗饱和抗饱和L:低功耗低功耗H:高速高速A:先进工艺先进工艺通用系列通用系列74系列系列54系列系列军品军品:-55125工品工品:-4085民品民品:075TTL10ns/10mw7400HTTL6ns/22mw74H00STTL3ns/19mw74S00ASTTL1.5ns/19mw74AS00LTTL33ns/1mw74L00LSTTL10ns/2mw74LS00ALSTTL4ns/1mw74ALS00高速、低功耗高速、低功耗本讲稿第四十四页，共六十六页+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1六、二种特殊门六、二种特殊门集电极开路门集电极开路门(OC门门)电路电路无无T3,T4VCC2RL 负载电阻负载电阻VCC11.正常使用时，输出端必须外接正常使用时，输出端必须外接负载电阻负载电阻RL。2.VCC1和和VCC2可以不等。可以不等。集电极悬空集电极悬空普通门电路普通门电路集电极开路门电路集电极开路门电路本讲稿第四十五页，共六十六页FABC&符号符号&ABCF本讲稿第四十六页，共六十六页&VCCF1F2F3FF=F1F2F3RL输出级输出级 VCCRLT5T5T5 F直接将两个逻辑门直接将两个逻辑门的输出连接起来，的输出连接起来，实现与的逻辑功能。实现与的逻辑功能。OC门的用途门的用途1)实现实现“线与线与”功能功能本讲稿第四十七页，共六十六页F=F1F2F3?任一导通任一导通F=0VCCRLF1F2F3F (1)F1，F2，F3有有低电平时低电平时本讲稿第四十八页，共六十六页全部截止全部截止F=1F=F1F2F3?所以：所以：F=F1F2F3VCCRLF1F2F3F (2)F1，F2，F3全全部高电平时部高电平时本讲稿第四十九页，共六十六页1.一般的一般的TTL与非门与非门能否能否线与？线与？不能本讲稿第五十页，共六十六页2)电平转移功能电平转移功能TTL电平电平“1”3.6V“0”0.3V转移电平转移电平“1”10V“0”0.3V&VCC2=10VF1F RLVCC1=5V本讲稿第五十一页，共六十六页上拉电阻上拉电阻RL的确定的确定RL的取值范围根据其所带负载而定。的取值范围根据其所带负载而定。RLVCC-VOH(min)nIOH+mIIHVCC-VOL(max)IOL-mIIS（自看）（自看）本讲稿第五十二页，共六十六页三态门电路三态门电路 通常数字逻辑是二值的，即仅通常数字逻辑是二值的，即仅0，1值，其所值，其所对应电路的输出电平是高、低两种状态。在实际电路对应电路的输出电平是高、低两种状态。在实际电路中，还有一种输出为高阻抗的状态中，还有一种输出为高阻抗的状态(既非高电平又非低既非高电平又非低电平的状态电平的状态)，被称之为第三状态。于是数字电路的，被称之为第三状态。于是数字电路的输出就有：输出就有：0、1和和Z（高阻）的三种状态。具有这（高阻）的三种状态。具有这种功能输出的电路称三态逻辑电路或称种功能输出的电路称三态逻辑电路或称三态门电三态门电路路。本讲稿第五十三页，共六十六页+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB DE 电路电路E称为控制端、使能端称为控制端、使能端本讲稿第五十四页，共六十六页1截止截止+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB 原理原理E 结论结论：E1时，电路具备自身时，电路具备自身逻辑功能逻辑功能E=1本讲稿第五十五页，共六十六页截止截止截止截止高阻态高阻态+5VFR4R2R1T2R5R3T3T4T1T5AB 原理（续）原理（续）E 0导通导通结论结论：E0时，电路输出为高时，电路输出为高阻状态。阻状态。FZ（高阻）（高阻）1V1VE=0本讲稿第五十六页，共六十六页功能表功能表低电平起作用低电平起作用符号符号高电平起作用高电平起作用功能表功能表&ABF&ABF本讲稿第五十七页，共六十六页分时控制各个门的分时控制各个门的CS端，就可以端，就可以让各个门的输出信号分别进入总线。让各个门的输出信号分别进入总线。同一时刻，只允许一个门进入同一时刻，只允许一个门进入总线。其他门必须保持为高阻状态总线。其他门必须保持为高阻状态三态门用途三态门用途1总线总线&A3B3CS3&A2B2CS2&A1B1CS1&A4B4注意和注意和OC门门线与线与的区别！的区别！总线连接电路总线连接电路本讲稿第五十八页，共六十六页两个三态门组成的电路，两个三态门组成的电路，门门1为低电平使能为低电平使能门门2为高电平使能为高电平使能实现数据的实现数据的双向传输双向传输E=0，门1导通，门2禁止，数据从ABE=1，门2导通，门1禁止，数据从BA三态门用途（续）三态门用途（续）本讲稿第五十九页，共六十六页多余端处理多余端处理防止干扰信号引入、稳定可靠；不改变电路的工作状态。防止干扰信号引入、稳定可靠；不改变电路的工作状态。TTL门电路悬空相当于接高电平；门电路悬空相当于接高电平；常用方法：常用方法：与输入（与门、与非门、与或非门）：与输入（与门、与非门、与或非门）：接高电平（接高电平（VCC）并联并联悬空（悬空（TTL）或输入（或门、或非门）：或输入（或门、或非门）：接地电平（接地电平（GND）原则：原则：本讲稿第六十页，共六十六页四、四、CMOS传输门传输门(TG)VOVIvIvOCCTG符号：符号：本讲稿第六十一页，共六十六页3.CMOS双向模拟开关双向模拟开关TGCvI/vOvO/vICvI/vOvO/vISW1本讲稿第六十二页，共六十六页五、五、CMOSCMOS系列器件系列器件4000系列系列:基本基本CMOS门电路门电路4000B/4500/5000系列系列:改进改进CMOS门电路门电路74HC/74HCT系列系列:高速高速CMOS门电路，引脚与门电路，引脚与TTL兼容兼容Bi-CMOS(74BCT)系列门电路系列门电路:输入部分使用输入部分使用CMOS电路，输出部分使用电路，输出部分使用TTL电路，同时具有电路，同时具有CMOS门电路的低功耗和门电路的低功耗和TTL电路的高速度，兼容电路的高速度，兼容TTL门电路，传输延迟可以门电路，传输延迟可以低到低到1ns以下。以下。CC4011 中国造MC4011 美,摩托罗拉CD4011 美,无线电公司HD4011 日,日立公司（4011：2输入端4与非门）本讲稿第六十三页，共六十六页多余端处理多余端处理防止干扰信号引入、稳定可靠；不改变电路的工作状态。防止干扰信号引入、稳定可靠；不改变电路的工作状态。TTL门电路悬空相当于接高电平；门电路悬空相当于接高电平；CMOS门电路输入悬空会由于干扰破坏原来的逻辑状态。门电路输入悬空会由于干扰破坏原来的逻辑状态。常用方法：常用方法：与输入（与门、与非门、与或非门）：与输入（与门、与非门、与或非门）：接高电平（接高电平（VCC）并联并联悬空（悬空（TTL）或输入（或门、或非门）：或输入（或门、或非门）：接地电平（接地电平（GND）原则：原则：本讲稿第六十四页，共六十六页 CMOS器件应用注意器件应用注意焊接时人体及工具（电烙铁）要求接地。焊接时人体及工具（电烙铁）要求接地。采用绝缘栅工艺，易感应电荷，导致器件击穿，不要采用绝缘栅工艺，易感应电荷，导致器件击穿，不要触摸管脚，尤其不要摩擦。触摸管脚，尤其不要摩擦。本讲稿第六十五页，共六十六页本章要求：本章要求：1.1.熟练掌握各种门的功能、外特性、主要性能参数熟练掌握各种门的功能、外特性、主要性能参数（速度、负载能力、抗干扰能力、功耗）。（速度、负载能力、抗干扰能力、功耗）。2.2.熟练掌握特殊门（熟练掌握特殊门（OCOC门、三态门、传输门）的特点、门、三态门、传输门）的特点、用途。用途。3.3.了解各种门的结构原理。了解各种门的结构原理。作业：作业：35（F2、F4）36本章完本章完本讲稿第六十六页，共六十六页