数字电子技术-第二章-逻辑门电路教材课件.ppt

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1、12-1 概述概述2-2 二极管、三极管开关等效电路二极管、三极管开关等效电路2-3 最简单的与、或、非门电路最简单的与、或、非门电路2-4 TTL门电路门电路2-5 CMOS门电路门电路 2 门电路门电路 正、负逻辑正、负逻辑3逻辑门电路：用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路统称为 门电路基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等逻辑1和0：电子电路中用高、低电平来表示正、负逻辑：4获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态单开关电路单开关电路互补开关电路互补开关电路5 二极管开关等效电路二极管开关等效电路

2、三极管开关等效电路三极管开关等效电路6开关闭合当VaVb时，D导通开关断开当VaVb时,D截止当Vb为高电平VIH时，T饱和当Vb为低电平VIL时，T截止开关闭合开关断开一、一、二极管开关等效电路（理想情况下）二极管开关等效电路（理想情况下）二、二、三极管开关等效电路三极管开关等效电路（理想情况下）（理想情况下）NPNNPN型型7 二极管与门二极管与门二极管或门二极管或门 三极管非门三极管非门其他门电路其他门电路8一、一、二极管与门二极管与门 2.工作原理工作原理Da DbVYVa Vb0 0 0 3v 3v 03v 3v3.真值表真值表（状态表）（状态表）4.输出函数式输出函数式Y=AB 5

3、.5.逻辑符号逻辑符号&YA B0 O0 11 01 1Y0001导通 导通导通导通导通 导通截止截止0.7V0.7V0.7V3.7vAB1.电路组成电路组成（以二输入为例）+VCCRABYDaDb设：VCC=5V，VIH=3v,VIL=0v二极管正向压降0.7V。9二极管与门的缺点1：输入和输出的电平相差一个二极管的导通压降，易使下级电路发生信号高低电平的偏移0.7V1.4V2.1V 输入低电平0V,经过三极与门的移位，使输出的低电平达到2.1V。输出和输入电平相差很大，会造成逻辑功能紊乱。RR+12V0VR10二极管与门的缺点2：输出端对地接上负载电阻时，有时会影响输出的高电平+VCCR1

4、ABYDaDbR2V Vcc=5v,R1=10k,R2=0.1Kcc=5v,R1=10k,R2=0.1K Vy Vy输出变化输出变化？Vy=0.5V Vy=0.5V Da,Db Da,Db不导通不导通 与门失效与门失效111 1。电路组成电路组成(以二输入为例以二输入为例)2 2。工作原理工作原理Va VbVa Vb0 00 3v3v 03v 3v3 3。真值表真值表A BA B0 00 11 01 1Y Y0111 4.4.输出函数式输出函数式Y=A+B5 5。逻辑符号逻辑符号截止 截止截止截止导通导通导通 导通Da DbDa DbV VY Y2.3v2.3v2.3vYAB10二、二、二极管

5、或门二极管或门12二极管或门同样存在着输出电平的偏移问题13-V-VEEEEVcc3.3.真值表真值表A01Y104.4.输出函数式输出函数式 Y=A 5.5.逻辑符号逻辑符号1AY2 2.工作原理工作原理注：注：为了保证在输入低电平时三极 管可靠截止，常将电路接成上图形式。由于接入了负电源VEE，即使输入低电平信号稍大于零，也能使三极管的基 极为负电位，使三极管可靠截止，输出为高电平。1 1。电路原理图电路原理图UaUa03vT T截止饱和U UY Y0三、三、三极管非门三极管非门14 反相器的优点是：没有电平偏移，抗干扰能力和带负载能力都比较强。因此：曾经将二极管门和三极管反相器连接起来就

6、构成与非门及或非门，现在已经不再采用。15四、其它门电路四、其它门电路一、一、其它门电路其它门电路 其它门电路有与非门、或非门、同或门、异或门等等。二、二、门电路的门电路的“封锁封锁”和和“打开打开”问题问题&ABCY当C=1时，Y=AB.1=AB与门打开，与功能成立。当C=0时，Y=AB.0=0与门封锁，与门不能工作。当C=1时，Y=A+B+1=1或门封锁，或门不能工作。当C=0时，Y=A+B+0=A+B或门打开，或功能成立。能“打开”或者“封锁”门电路的信号叫“控制信号”。控制信号的输入端叫“控制端”，或“使能端”。与门、与非门可用“0”封锁，用“1”打开；或门、或非门可用“1”封锁，用“

7、0”打开；YAB116TTL反相器（非门）反相器（非门）TTL反相器的静态输入和输出特性反相器的静态输入和输出特性 TTL与非门与非门集电极开路的门电路（集电极开路的门电路（OC门）门）三态输出门电路三态输出门电路 TTL的历史的历史17内容概述内容概述集集成成逻逻辑辑门门双极型集成逻辑门双极型集成逻辑门MOS集成逻辑门集成逻辑门按器件类型分按器件类型分PMOSNMOSCMOS按集成度分按集成度分SSI（100以下以下个等效门）个等效门）MSI（10103 3个等效门）个等效门）LSI（10104 4个等效门）个等效门）VLSI（10104 4个以上等效门）个以上等效门）TTL、ECLI2L、

8、HTL18最初的数字电路状况分立元件制约规模1961年，Robert Noyce（罗伯特诺伊斯）发明了在一块独立的硅片上互连晶体管的工艺，称为命名为IC（Integrated Circuits）由美国TEXAS INSTURMENTS公司共享1964，德州仪器推出第一套完整的逻辑门集成电路，晶体管-晶体管逻辑（Transistor-Transistor Logic）IC体积小、重量轻、可靠性好，取代分立元件由双极型三极管构成的TTL型集成电路功耗大，速度快，和COMS对比？TTL的历史的历史19第一套，晶体管-晶体管逻辑 （Transistor-Transistor Logic）IC20212

9、2233 3、真值表和逻辑符号真值表和逻辑符号A A01Y Y101 1、电路结构图电路结构图输入级倒相级 输出级2 2、工作原理工作原理设Vcc=5V,VIH=3.4v,VIL=0.2v,PN结的导通电压为0.7v。1AY2.1VVAT1发射结VB1T2T4T5VY0.2V导通0.9v截止导通截止3.4v3.4V导通4.1v导通截止导通0.2v?T1集电结截止导通T T1 1T T2 2T T4 4T T5 5R R1 1Y+V+VCCCCAV VB1B1一、一、TTLTTL非门非门24电路构成：输入级输入级由T1、R1和D1组成。倒相级倒相级由T2和R2、R3组成。T2管作倒相运用，集电极

10、和发射极同时输出相位相反的信号，驱动T4、T5三极管。输出级输出级由T4、T5、D2和R4组成：T4、T5在输入信号的作用下，轮流导通，一个导通，另一个截止。叫做推拉输出级。钳位二极管钳位二极管D1作用：防止负脉冲输入时，通过T1管发射极过大，起保护作用。25倒置运用:当输入接3.4V时：T2饱和Vb1=Vbc1+Vbes2+Vbes5 =0.7+0.7+0.7=2.1VVe1=3.4VVc1=Vbes2+Vbes5 =1.4VVb1 Vc1 T1管集电结正偏为倒置放大状态管集电结正偏为倒置放大状态T1管把集电极当作发射极，发射极当作集电极。叫倒置运用。倒置运用的特点：由于发射区参杂浓度大，集

11、电区参杂浓度小，所以T1管倒置运用时，其放大倍数很小。I 0.2IIHT1UB13.4V2.1V1.4V26从而IIH 也很小（）,74系列门电路的每个输入端的IIH 40A。IIHT1UB13.4V2.1V1.4VIIH=Ib1272.输入为高电平 UIH2v）等效简化电路如图：T1管倒置工作0，高电平输入电流IIH很小，为 A 级。低电平输入电流IIL较大，当Vcc=5v，UIL=0.2v时，IIL1mA。输入简化电路如图：一一.输入特性（讨论输入特性（讨论T1T1管管）1.输入低电平（输入低电平（UIL 0.8v)近似分析时，常用IIS来代替。IIS 是输入短路（UIL=0）时的 电流。

12、74系列门电路的每个输入端的IIH 40A。+VCCR1 4KT1UILIIL截止+VCCR1T1UIHIIH导通be2 be5TTL非门的静态输入特性和输出特性非门的静态输入特性和输出特性28 二二.输出特性输出特性 1.1.输出为低电平时输出为低电平时（U0=U0L0.4V)输出端带负载的情形如图：低电平输出电流:IOL=N1IIL N1IIS 由于T5管的导通电阻为RON，N1是输出低电平时负载门的数目。所以，UOL=IOLRON。为了保证 UOL0.4v，要限制负载门的数目N1。+VCCT1截止导通UOL+VCCT4T5+VCCT1驱动门负载门IILIILIOL29+VCCT4T5RC

13、3 高电平输出电流：由于T4管的导通电阻为RON，所以：UOH VCC-N2IIH(RC3+RON)-0.7v为了保证UOH2.4v，要限制负载门的数目N2。2.2.输出端为高电平时输出端为高电平时 (U0=UOH 2.4v)输出端带负载的情形如图：扇出系数N是门电路可以驱动同类门电路的最大数目。N应该确定为上述N1和N2的较小值.N2是输出高电平时负载门的数目。导通截止UOH驱动门负载门IIHIIHIOH+VCCT1+VCCT1 三三.门电路的扇出系数门电路的扇出系数N N IOH=N2IIH 0.4mA(见 P67)30计算门G1最多可驱动多少个同样的门电路负载，输入特性和输出特性如图，要

14、求G1的输出电平满足VOH3.2V，VOL0.2V31TTL反相器的输入特性TTL反相器高电平输出特性TTL反相器低电平输出特性VOL=0.2V的负载电流iL=16mA,VI=0.2V的输入电流为iI=-1mA ，N1 iI iL,N1 16VOH=3.2V的负载电流iL=-7.5mA,技术手册规定IOH 0.4mA(page67)，所以iL 0.4mAVI=3.2V的输入电流为IIH=0.04mA，N2 IIH Il,N2 10取N1和 N2的最小值，N=1032题2.5 在图P2.5由74系列TTL与非门组成的电路中，计算门与非门组成的电路中，计算门GM能驱动多少同样的与非门。要求与非门。

15、要求GM输出的高、低电平满足与非门的输入电流为与非门的输入电流为时输出电流最大值为，时输出电流最大值为GM的输出电阻可以忽略不计。答案：当VO=VOL=0.4V时，可求得当VO=VOH=3.2V时，可求得故GM能驱动5个同样的与非门。与非门。33四、门间限流电阻的确定四、门间限流电阻的确定R11RG1G2为了保证G1输出的高、低电平能正确地传输到G2的输入端，门间限流电阻R不能太大，要求：1、当UO1=UOH 时，UI2UIH（min)应满足此时，门间电流流向如图，UOHUIHIIH所以，下式应满足:UOH-IIH R UIH（min)（1）2、当UO1=UOL 时，UI2UIL（max)应满

16、足所以，下式应满足:UOL+IIL R UIL（max)（2）此时，门间电流流向如图，UOLUILIIL根据（1）、（2）式可确定门间连接电阻R的数值。通常，R1K。1G11G2见书上见书上P69 P69 例题例题2.4.22.4.234门电路带负载能力负载能力就是说能够在一定的电压下面能够输出的最大电流 折算成功率就成了 负载能力 同门电路的输出电阻有关输出电流和输出功率越大，说明门电路带负载能力越强即输出电阻越小，带负载能力越强（从门电路的输出端向里看）35TTLTTL与非门电路与非门电路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

17、入入变变量量A、B、C的与运算的与运算输出级：由输出级：由T3、T4、T5和和R4、R5组成组成其中其中T3、T4构成复合管，与构成复合管，与T5组成推组成推拉式输出结构。具有较强的负载能力拉式输出结构。具有较强的负载能力中间级是放大级，由中间级是放大级，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可以分提供两个相可以分提供两个相位相反的电压信号位相反的电压信号36TTLTTL与非门工作原理与非门工作原理 输输入入端端至至少少有有一一个个接低电平接低电平0.3V3.6V3.6V1V3.6VT T1 1管管:A:A端端发发射射结结导导通通，V Vb1b1 =V V

18、A A +V Vbe1be1 =1V1V，其其它它发发射射结结均均因因反反偏偏而截止而截止.5-0.7-0.7=3.6VV Vb1b1 =1V,=1V,所所以以T T2 2、T T5 5截止截止,V,VC2C2Vcc=5V,Vcc=5V,T T3 3：微饱和状态。微饱和状态。T T4 4：放大状态。放大状态。电路输出高电平为：电路输出高电平为：5V37 输入端全为高电平输入端全为高电平3.6V3.6V2.1V0.3VT T1 1:V:Vb1b1=V Vbc1bc1+V+Vbe2be2+V+Vbe5 be5=0.7V3=2.1V=0.7V3=2.1V因因此此输输出出为为逻逻辑辑低低电电平平V V

19、OLOL=0.3V=0.3V3.6V发射结反偏而集电发射结反偏而集电极正正偏偏.处于倒置放大状态处于倒置放大状态T T2 2：饱和状态：饱和状态T T3 3：V Vc2c2 =V Vces2ces2 +V Vbe5be51V1V，使使T T3 3导导通通，V Ve3e3 =V Vc2c2-V-Vbe3be3 =1-1-0.70.3V0.70.3V，使，使T T4 4截止截止。T T5 5：深饱和状态，：深饱和状态，TTLTTL与非门工作原理与非门工作原理38 输输入入端端全全为为高高电电平平，输出为低电平输出为低电平 输输入入至至少少有有一一个个为为低低电电平平时时，输输出出为为高高电平电平由

20、由此此可可见见电电路路的的输输出出和和输输入入之之间间满满足足与非逻辑关系与非逻辑关系T T1 1：倒置放大状态倒置放大状态T T2 2：饱和状态：饱和状态T T3 3：导通状态：导通状态T T4 4：截止状态：截止状态T T5 5：深饱和状态：深饱和状态T T2 2：截止状态：截止状态T T3 3：微饱和状态：微饱和状态T T4 4：放大状态：放大状态T T5 5：截止状态：截止状态TTLTTL与非门工作原理与非门工作原理3910该该与与非非门门输输出出高高电平，电平，T5截止截止该该与与非非门门输输出出低低电平，电平，T5导通导通 TTL门输出端并联问题门输出端并联问题当当 将将 两两 个

21、个 TTLTTL“与与非非”门门输输出出端端直接并联时：直接并联时：V VccccRR5 5门门1 1的的T T4 4门门2 2的的T T5 5产生产生一个很大的电流一个很大的电流产生一个大电流产生一个大电流1 1、抬抬高高门门2 2输输出出低电平低电平2 2、会会因因功功耗耗过过大大损坏门器件损坏门器件注：注：TTLTTL输出端输出端不能直接并联不能直接并联40TTL与非门电路与非门电路 OCOC门的结构门的结构RLVC集电极开路与非门（集电极开路与非门（OC门）门）当当输输入入端端全全为为高高电电平平时时，T2、T5导导通通，输出输出F为低电平；为低电平；输输入入端端有有一一个个为为低低电

22、电平平时时，T2、T5截截止止，输输出出F高高电电平平接接近近电电源源电电压压VC。OC门完成门完成“与非与非”逻辑功能逻辑功能逻辑符号：逻辑符号：输出逻辑电平：输出逻辑电平：低电平低电平0.3V高电平为高电平为VC（5-30V）ABF 41 OC门实现门实现“线与线与”逻辑逻辑FRLVC相当于相当于“与门与门”逻辑等效符号逻辑等效符号 负载电阻负载电阻RL的选择的选择（自自看看作作考考试试内内容容，参参考考 P81 例例2.4.4）42 OC门应用门应用-电平转换器电平转换器OC门门需需外外接接电电阻阻，所所以以电电源源VC可可以以选选5V30V，因因此此OC门门作作为为TTL电电路路可可以

23、以和和其其它它不不同同类类型型不不同同电电平平的的逻逻辑电路进行连接辑电路进行连接TTL电电路路驱驱动动CMOS电路图电路图CMOS电电 路路 的的 VDD=5V18V，特特 别别 是是VDD VCC时时，必必须须选选用用集集电电极极开开路路（OC门门）TTL电路电路CMOS电电源源电电压压VDD =5V时时，一一般般的的TTL门门可可以直接驱动以直接驱动CMOS门门43三态逻辑门（三态逻辑门（TSLTSL）三态门三态门工作原理工作原理除除具具有有TTL“与与非非”门门输输出出高高、低低电电平平状状态态外外，还还有有第第三三种种输输出出状状态态 高阻状态高阻状态，又称，又称禁止态或失效态禁止态

24、或失效态非门，是三态门非门，是三态门的状态控制部分的状态控制部分E使能端使能端六管六管TTL与非门与非门增加部分增加部分当当 E=0时时，T4输输出出高高电电平平VC=1，D2截截止止，此此时时后后面面电路执行正常与非功能电路执行正常与非功能F=AB101V1V输出输出F端处于高阻状态记为端处于高阻状态记为ZT6、T7、T9、T10均截止均截止Z当当 E=1时，时，44使使能能端端的的两两种种控控制制方方式式低电平使能低电平使能高电平使能高电平使能三态门的逻辑符号三态门的逻辑符号ABF EFAB E45 三态门的应用三态门的应用1.三态门广泛用于数据总线结构三态门广泛用于数据总线结构任何时刻只

25、能有一个任何时刻只能有一个控制端有效，即只有控制端有效，即只有一个门处于数据传输，一个门处于数据传输，其它门处于禁止状态其它门处于禁止状态2.双向传输双向传输当当E=0时时，门门1工工作作，门门2禁禁止止，数数据据从从A送到送到B；E=1时时，门门1禁禁止止，门门2工工作作，数数据据从从B送到送到A。三态逻辑门（三态逻辑门（TSLTSL）总线总线46NMOSNMOS反相器反相器NMOSNMOS门电路门电路CMOSCMOS门电路门电路47 MOS管的开关特性管的开关特性数字逻辑电路中的数字逻辑电路中的MOSMOS管均是增强型管均是增强型MOSMOS管，它具有以下特点：管，它具有以下特点：当当|U

26、GS|UT|时，管子导通，导通电阻很小，相当于开关闭合时，管子导通，导通电阻很小，相当于开关闭合 当当|UGS|UT|时，管子截止，相当于开关断开时，管子截止，相当于开关断开 NMOS反相器反相器设设电电源源电电压压VDD=10V，开启电压开启电压VT1=VT2=2V1、A输入高电平输入高电平VIH=8V2、A输输入入低低电电平平V IL=0.3V时，时，电路执行逻辑非功能电路执行逻辑非功能工作管工作管负载管负载管T1、T2均均导导通通，输输出出为为低低电平电平VOL 0.3VT1截截止止T2导导通通，电电路路输输出出高高电电平平VOH=VDD-VT2=8V。48 NMOS与非门与非门工作管工

27、作管串联串联负载管负载管工作原理：工作原理：T1和和T2都导通，输出低电平都导通，输出低电平2、当输出端有一个为低电平时，、当输出端有一个为低电平时，与与低低电电平平相相连连的的驱驱动动管管就就截截止止，输出高电平输出高电平电路电路“与非与非”逻辑功能：逻辑功能：注：注：增增加加扇扇入入，只只增增加加串串联联驱驱动动管管的的个个数数，但但扇扇入入不不宜宜过过多多，一一般不超过般不超过311通通通通01、当两个输入端、当两个输入端A和和B均为高电平时均为高电平时01止通149 CMOS反相器反相器PMOSNMOS衬衬底底与与漏漏源源间间的的PNPN结结始始终终处处于于反反偏偏，NMOSNMOS管

28、管的的衬衬底底总总是是接接到到电电路路的的最最低低电电位位，PMOSPMOS管管的的衬衬底底总总是是接到电路的接到电路的最高电位最高电位柵柵极极相相连连做输入端做输入端漏极相连漏极相连做输出端做输出端电电源源电电压压V VDDDDV VT1T1+|V+|VT2T2|，V VDDDD适适用用范范围围较较大大可可在在3 318V18V，V VT1T1-NMOS-NMOS的开启电压的开启电压V VT2T2-PMOS-PMOS的开启电压的开启电压工作原理：工作原理：1 1、输入为低电平、输入为低电平V VIL IL=0V=0V时时V VGS1GS1V VT1T1T T1 1管截止；管截止；|V|VGS

29、2GS2|V VT2 T2 电电路路中中电电流流近近似似为为零零（忽忽略略T T1 1的的截截止止漏漏电电流流）,V,VDDDD主主要要降降落落在在T T1 1上，输出为高电平上，输出为高电平V VOHOHVVDDDDT T2 2导通导通2 2、输输入入为为高高电电平平V VIHIH =V VDDDD时时，T T1 1通通T T2 2止止，V VDDDD主主要要降降在在T T2 2上上，输输出为低电平出为低电平V VOLOL0V0V。实现逻辑实现逻辑“非非”功能功能50 CMOS传输门（传输门（TG）栅栅极极控控制制电电压压为为互互补补信信号号，如如C=0，C=VDD工作原理：工作原理：当当C

30、=0VC=0V，C=VC=VDDDD时时T TN N和和T TP P均均截截止止，V VI I由由0 0V VDDDD变变化化时时，传传输输门门呈呈现现高高阻阻状状态态，相相当当于于开开关关断断开开，C CL L上上的的电电平平保保持持不不变变，这这种种状状态态称称为为传传输输门门保保存信息存信息当当C=VC=VDDDD，C=0VC=0V时，时，V VI I在在V VT TV VDDDD范范围围变变化化时时T TP P导通导通即即V VI I在在0 0V VDDDD范范围围变变化化时时，T TN N、T TP P中中至至少少有有一一只只管管子子导导通通，使使V VO O=V=VI I，这这相相

31、当当于于开开关关接接通通，这这种种状状态态称称为为传传输输门门传输信息传输信息V VI I由由0 0（V VDDDD-V-VT T）范范围变化时围变化时T TN N导通导通51 CMOS传输门（传输门（TG）工作原理：工作原理：1 1、当当C C 为为低低电电平平时时，T TN N、T TP P截截止止传传输输门门相相当当于于开开关关断断开开，传传输输门门保保存信息存信息2 2、当当C C为为高高电电平平时时，T TN N、T TP P中中至至少少有有一一只只管管子子导导通通，使使V VO O=V=VI I，这这相相当当于于开开关关接接通通，传传输输门门传输信息传输信息由此可见传输门相当由此可

32、见传输门相当于一个理想的开关，且是一个双向开关于一个理想的开关，且是一个双向开关逻辑符号逻辑符号输入输入输出输出门门控控制制信号信号52 CMOS模拟开关模拟开关电路图电路图控控制制模模拟拟信信号号传传输输的一种电子开关，的一种电子开关，通通与与断断是是由由数数字字信信号控制的号控制的反相器的输入和输出反相器的输入和输出提供传输门两个反相提供传输门两个反相控制信号（控制信号（C C和和C C）传输门传输门1、电路结构、电路结构2、逻辑符号、逻辑符号逻辑符号53返回返回 CMOS门电路门电路1、与非门、与非门二输入二输入“与非与非”门电路结构如图门电路结构如图每每个个输输入入端端与与一一 个个

33、NMOS管管和和一一个个PMOS管的栅极相连管的栅极相连当当A A和和B B为高电平时为高电平时:1两两 个个 并并 联联 的的PMOSPMOS管管T T3 3、T T4 4两个串联的两个串联的NMOS TNMOS T1 1、T T2 2通通通通止止止止0101通通止止通通1止止当当A A和和B B有有一一个个或或一一个个以以上上为低电平时为低电平时:电路输出高电平电路输出高电平输出低电平输出低电平 电路实现电路实现“与非与非”逻辑功能逻辑功能54 CMOS门电路门电路2、“异或异或”门门由三个由三个CMOSCMOS反相器和反相器和一个一个CMOSCMOS传输门组成传输门组成传传输输门门的的控

34、控制信号制信号A、A当当A=B=0A=B=0时时00110TGTG断断开开，则则C=B=1C=B=1，F=C=0F=C=0。TG断开断开当当A=B=1A=B=1时，时，11TG接通110TGTG接接通通，C C=B B=1 1，反反相相器器2 2的的两两只只MOSMOS管管都都截截止止，输输出出F=0F=0。输入端输入端A A和和B B相同相同得得：输输 入入 端端 A A和和 B B相相 同同，输出输出 F=0F=0返回返回55 CMOS门电路门电路2、“异或异或”门门 输入端输入端A A和和B B不同不同当当A=1A=1，B=0B=0时时10TGTG导通导通001输出输出F=1当当A=0A

35、=0，B=1B=1时时01TGTG断开断开101输出输出F=1得得：输输 入入 端端 A A和和 B B不不 同同，输出输出 F=1F=1返回返回56 CMOS门电路门电路2、“异或异或”门门 输入端输入端A A和和B B不同不同输出输出F=1 输入端输入端A A和和B B相同相同输出输出 F=0F=0由由此此可可知知：该该电电路路实实现现的的是是“异异或或”的的逻逻辑功能辑功能返回返回571 1、功功耗耗小小：CMOSCMOS门门工工作作时时，总总是是一一管管导导通通另另一一管管截截止，因而几乎不由电源吸取电流其功耗极小止，因而几乎不由电源吸取电流其功耗极小2 2、CMOSCMOS集集成成电

36、电路路功功耗耗低低内内部部发发热热量量小小，集集成成度度可可大大大提高大提高 3 3、抗抗幅幅射射能能力力强强，MOSMOS管管是是多多数数载载流流子子工工作作，射射线线辐辐 射对多数载流子浓度影响不大射对多数载流子浓度影响不大4 4、电电压压范范围围宽宽：CMOSCMOS门门电电路路输输出出高高电电平平V VOH OH V VDDDD，低电平，低电平V VOL OL 0V 0V。5 5、输输出出驱驱动动电电流流比比较较大大：扇扇出出能能力力较较大大，一一般般可可以大于以大于50506 6、在在使使用用和和存存放放时时应应注注意意静静电电屏屏蔽蔽，焊焊接接时时电电烙烙铁应接地良好铁应接地良好返

37、回返回58TTLTTL与与CMOSCMOS接口接口CMOS CMOS 与与TTLTTL接口接口59CMOS同同TTL电电源源电电压压相相同同都都为为5V，则则两两种种门门可直接连接可直接连接提提高高TTL门门电电路路的的输输出出高高电电平平，阻阻值值由几百到几千欧姆由几百到几千欧姆注：注：TTL门门电电路路高高电电平平 典典 型型 值值 只只 有有3.4V，CMOS电电路路的的输输入入高高电电平平要要求求高高于于3.5V。因因此此在在TTL门门电电路路输输出出端端与与电电源源之间接一电阻之间接一电阻Rx返回返回60CMOS门门的的驱驱动动能能力力不不适适应应TTL门门的的要要求求，可可 采采

38、用用 专专 用用 的的CMOSTTL电电 平平 转转换器换器当用当用CMOS驱动驱动TTL时时转换器转换器返回返回61本本章章主主要要介介绍绍了了有有关关逻逻辑辑电电路路的的基基本本概概念念和和TTL、ECL、MOS等集成逻辑门等集成逻辑门 TTL电电路路输输入入级级采采用用多多发发射射极极晶晶体体管管，输输出出级级采采用用推推拉拉式式结结构构，所所以以工工作作速速度度较较快快，带带负负载载能能力力较较强强，是是目目前前使使用用最最广广泛泛的的一一种种集集成成逻逻辑辑门门。应应掌掌握握好好TTL门电气特性和参数。门电气特性和参数。ECL门门是是目目前前速速度度最最高高的的一一种种非非饱饱和和型型电电路路。其其缺缺点点是是功功耗耗大大，抗抗干干扰扰能能力力差差。一一般般只只用用在在要要求求速速度特别高的场合度特别高的场合 MOS电电路路属属于于单单极极型型电电路路，CMOS电电路路是是重重点点，具具有有高高速速度度、功功耗耗低低、扇扇出出大大、电电源源电电压压范范围围宽宽、抗抗干干扰扰能能力力强强、集集成成度度高高等等一一系系列列特特点点，使使之之在在整整个数字集成电路中占据主导地位的趋势日益明显。个数字集成电路中占据主导地位的趋势日益明显。622-1 2-563