第三章逻辑门电路 第三章逻辑门电路 3.1晶体管的开关特性 3.2基本逻辑门电路 3.3TTL逻辑门 3.4其他双极型电路 3.5MOS逻辑门 3.6编程逻辑器件(PLD)简介
第三章 逻辑门电路 第三章 逻辑门电路 • 3.1 晶体管的开关特性 • 3.2 基本逻辑门电路 • 3.3 TTL逻辑门 • 3.4 其他双极型电路 • 3.5 MOS 逻辑门 • 3.6 编程逻辑器件 (PLD)简介
第三章逻辑门电路 第三章逻辑门电路 3.1晶体管的开关特性 3.1.1概述 实现基杰逻辑运算和常用复合逻辑运算的电子电路 道道 与非门 与门 或非门 或门 与或非门 非门 异或门
第三章 逻辑门电路 实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的电子电路 与 或 非 与 非 或 非 异或 与或非 3.1 晶体管的开关特性 3.1.1 概 述 与 门 或 门 非 门 与 非 门 或 非 门 异或门 与或非门 第三章 逻辑门电路
第三章逻辑门电路 一、逻辑变量与两状态开关 二值逻辑：所有逻辑变量只有两种取值(1或0)。 数字电路：通过电子开关S的两种状态（开或关） 获得高、低电平，用来表示1或0。 93V 逻辑状态 低电平 断开 高电平3V 1 0 高电平 闭合 低电平0V 0 1 S可由二极管、三极管或MOS管实现
第三章 逻辑门电路 一、逻辑变量与两状态开关 低电平 高电平 断开 闭合 高电平 3 V 低电平 0 V 二值逻辑: 所有逻辑变量只有两种取值(1 或 0)。 数字电路: 通过电子开关 S 的两种状态(开或关) 获得高、低电平，用来表示 1 或 0。 3V uI S uO uI S uO uI S uO 逻辑状态 1 0 0 1 S 可由二极管、三极管或MOS 管实现
第三章逻辑门电路 二、高、低电平与正、负逻辑 高电平和低电平是两个不同的可以截然 区别开来的电压范围。 5V 0 2.4V 2.4V 0.8V 0.8V 0 正逻辑 负逻辑
第三章 逻辑门电路 二、高、低电平与正、负逻辑 正逻辑 负逻辑 0V 5V 2.4V 0.8V 高电平和低电平是两个不同的可以截然 区别开来的电压范围。 0 1 0V 5V 2.4V 0.8V 1 0
第三章逻辑门电路 三、分立元件门电路和集成门电路 1.分立元件门电路 用分立的元器件和导线连接起来构成的门电路。 2.集成门电路 把构成门电路的元器件和连线，都制作在一块半 导体芯片上，再封装起来。 常用：CMOS和TTL集成门电路
第三章 逻辑门电路 三、分立元件门电路和集成门电路 1. 分立元件门电路 用分立的元器件和导线连接起来构成的门电路。 2. 集成门电路 把构成门电路的元器件和连线，都制作在一块半 导体芯片上，再封装起来。 常用：CMOS 和 TTL 集成门电路
第三章逻辑门电路 四、数字集成电路的集成度 块芯片中含有等效逻辑门或元器件的个数 小规模集成电路 SSI ≤10门/片 (Small Scale Integration) 或 10000门/片 (Very Large Scale Integration) 或>100000元器件/片
第三章 逻辑门电路 四、数字集成电路的集成度 一块芯片中含有等效逻辑门或元器件的个数 小规模集成电路 SSI (Small Scale Integration) 10 000 门/片 或 > 100 000 元器件/片
第三章逻辑门电路 3.1.2晶体二极管的开关特性 一、静态特性 p/mA 正向 P区 N区 0 K 反向 导通区 阳极 阴极 PN结 U BE) 截止区 0 0.50.7 D 。 K 反向 击穿区 1.外加正向电压（正偏） 硅二极管伏安特性 二极管导通（相当于开关闭合）U,≈0.7V 2.外加反向电压（反偏） U,<0.5V 二极管截止（相当于开关断开） ID≈0
第三章 逻辑门电路 3. 1. 2 晶体二极管的开关特性 一、静态特性 1. 外加正向电压(正偏) 二极管导通(相当于开关闭合) UD 0.7 V 2. 外加反向电压(反偏) UD 0.5 V 二极管截止(相当于开关断开) I D 0 硅二极管伏安特性 阴极 A 阳极 K PN结 - A K + UD D I P区 N区 + + + + + + + + - - - - - - - - 正向 反向 导通区 截止区 反向 击穿区 0.5 0.7 I D /mA /V 0 U(BR) UD
第三章逻辑门电路 二极管的开关作用： 0.7V [例]电路如图所示， W=-2V或3V 试判别二极管的工作 状态及输出电压。 [解]4，=U1L=-2V二极管截止 41=U1H=3V二极管导通 uo=2.3 V
第三章 逻辑门电路 D + - uI + - uO 二极管的开关作用： [例] uI = UI L = −2 V uO = 0 V uI = UI H = 3 V uO = 2.3 V 电路如图所示， uI = − 2 V 或 3 V 试判别二极管的工作 状态及输出电压。 二极管截止 二极管导通 [解] 0.7 VD + -
第三章逻辑门电路 二、动态特性 电容效应使二极管 1.二极管的电容效应 的通断需要一段延 结电容C】 迟时间才能完成 扩散电容CD 2.二极管的开关时间 tn一开通时间 tor一关断时间 0 ton<<tofr(trr)≤5ns (反向恢复时间) off
第三章 逻辑门电路 二、动态特性 1. 二极管的电容效应 结电容 C j 扩散电容 C D 2. 二极管的开关时间 on t of f t 电容效应使二极管 的通断需要一段延 迟时间才能完成 t uI D i t 0 0 (反向恢复时间) ( ) 5 ns o n off rr t t t ≤ ton — 开通时间 toff — 关断时间
第三章逻辑门电路 3.1.3晶体三极管的开关特性 一、静态特性（电流控制型) 1.结构、符号和输入、输出特性（Transistor) (1)结构 (2)符号 集电极collector 集电结 基极o base 发射结 e 发射极emitter NPN
第三章 逻辑门电路 一、静态特性 NPN 3. 1. 3 晶体三极管的开关特性 发射结 集电结 发射极 emitter 基极 base 集电极 collector b iB iC e c (电流控制型) 1. 结构、符号和输入、输出特性 (2) 符号 N N P (Transistor) (1) 结构