第2章逻辑门电路精选PPT.ppt
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1、第2章 逻辑门电路第1页,此课件共41页哦获得高、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。逻辑0和1:电子电路中用高、低电平来表示。2.1 半导体器件的开关特性半导体器件的开关特性1 1、二极管的开关特性二极管的开关特性逻辑门电路:用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。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。二极管符号:正极负极uD 第2页,此课件共41页哦uououi0V时,二极管截止,如同开关断开,uo0V。ui5V时,二极管导通,如同0.7V的电压源,uo4.3V。二极管的反向恢复时间限制了二极管的开
2、关速度。Ui0.5V时,二极管导通。第3页,此课件共41页哦2 2、三、三极管的开关特性极管的开关特性第4页,此课件共41页哦RbRc+VCCbce截止状态饱和状态iBIBSui=UIL0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3VRbRc+VCCbce0.7V0.3V饱和区截止区放大区第5页,此课件共41页哦ui=0.3V时,因为uBE0.5V,iB=0,三极管工作在截止状态,ic=0。因为ic=0,所以输出电压:ui=1V时,三极管导通,基极电流:因为0iBIBS,三极管工作在饱和状态。输出电压:uoUCES0.3V第6页,此课件共41页哦3 3、场效应、场效应管的开关特性管的开关特性工
3、作原理电路转移特性曲线输出特性曲线uiuiGDSRD+VDDGDSRD+VDDGDSRD+VDD截止状态uiUTuo0第7页,此课件共41页哦2.2 分立元件门电路分立元件门电路1 1、二极管与门二极管与门Y=AB第8页,此课件共41页哦2 2、二极管或门二极管或门Y=A+B第9页,此课件共41页哦3 3、三极管非门三极管非门uA0V时,三极管截止,iB0,iC0,输出电压uYVCC5VuA5V时,三极管导通。基极电流为:iBIBS,三极管工作在饱和状态。输出电压uYUCES0.3V。三极管临界饱和时的基极电流为:第10页,此课件共41页哦当uA0V时,由于uGSuA0V,小于开启电压UT,所
4、以MOS管截止。输出电压为uYVDD10V。当uA10V时,由于uGSuA10V,大于开启电压UT,所以MOS管导通,且工作在可变电阻区,导通电阻很小,只有几百欧姆。输出电压为uY0V。第11页,此课件共41页哦2.3 TTL集成门电路集成门电路一、一、TTL与非门工作原理与非门工作原理第12页,此课件共41页哦0.3V1.0V3.6VT2,T5截止1.有一个输入端输入低电平有一个输入端输入低电平T4,D3导通第13页,此课件共41页哦2.1V3.6V3.6VT2饱和T5深度饱和0.7V1.0VT3,T4截止0.3V2.两个输入端都输入高电平两个输入端都输入高电平第14页,此课件共41页哦功能
5、表功能表真值表真值表逻辑表达式逻辑表达式输入有低,输出为高;输入有低,输出为高;输入全高,输出为低。输入全高,输出为低。第15页,此课件共41页哦74LS00内含4个2输入与非门,74LS20内含2个4输入与非门。第16页,此课件共41页哦2 2、TTL非门、或非门、与或非门、与门、或门及异或门非门、或非门、与或非门、与门、或门及异或门A=0时,T2、T5截止,T3、T4导通,Y=1。A=1时,T2、T5导通,T3、T4截止,Y=0。TTL非门第17页,此课件共41页哦A、B中只要有一个为1,即高电平,如A1,则iB1就会经过T1集电结流入T2基极,使T2、T5饱和导通,输出为低电平,即Y0。
6、AB0时,iB1、iB1均分别流入T1、T1发射极,使T2、T2、T5均截止,T3、T4导通,输出为高电平,即Y1。TTL或非门第18页,此课件共41页哦A和B都为高电平(T2导通)、或C和D都为高电平(T2导通)时,T5饱和导通、T4截止,输出Y=0。A和B不全为高电平、并且C和D也不全为高电平(T2和T2同时截止)时,T5截止、T4饱和导通,输出Y=1。TTL与或非门第19页,此课件共41页哦二、TTL电路的特性和参数1.抗干扰能力(1)输出高电平VOH 典型值:3.6V VOH(min)=2.4V(2)输出低电平VOL 典型值:0.3V VOL(max)=0.4V第20页,此课件共41页
7、哦(3)输入高电平VIH VIH(min)=VON=2.0V 保证输出为低电平的最小输入高电平(4)输入低电平VIL VIL(max)=VOFF=0.8V 保证输出为高电平的最大输入低电平(5)噪声容限 VNH=VOH(min)VON VNL=VOFF VOL(max)第21页,此课件共41页哦2.带负载能力(1)输入低电平电流IIL 典型值1.6mA(2)输入高电平电流IIH 典型值40uA第22页,此课件共41页哦(3)输出低电平电流IOL带灌电流负载能力_典型值16mAIOL(max)是指输出低电平达到0.4V的最大输出电流T4截止T5饱和IOL=IC5第23页,此课件共41页哦(4)输
8、出高电平电流IOH带拉电流负载能力_典型值0.4mAIOH(max)是指输出高电平达到2.4V的最大输出电流IOH=IE4第24页,此课件共41页哦(5)扇出系数NO 门电路能够驱动同类门电路的个数 NOH=IOH/IIH NOL=IOL/IIL NO=min(NOH,NOL)3.平均传输延迟时间tPdtPHL输出由高电平 变为低电平的时间tPLH输出由低电平 变为高电平的时间tPd=(tPHL+tPLH)/2第25页,此课件共41页哦4.功耗 PCC=VCCICC(1)空载导通功耗PON 输出为低电平时的功耗(2)空载导通功耗POFF 输出为高电平时的功耗 PON POFF第26页,此课件共
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