第三章 逻辑门电路 3.1概述 3.2半导体二极管及三极管 3.3CM0S门电路 3.4*其它类型的M0S集成电路 (略) 3.5TTL门电路 3.6*其它类型的双极型数字集成电路(略) 3.7Bi-CM0S电路(略) 3.8*TTL电路与CMOS电路的借口 (略)
1 第三章 逻辑门电路 3.1 概 述 3.2 半导体二极管及三极管 3.3 CMOS门电路 3.4 *其它类型的MOS集成电路(略) 3.5 TTL门电路 3.6 *其它类型的双极型数字集成电路(略) 3.7 *Bi-CMOS电路(略) 3.8 *TTL电路与CMOS电路的借口 (略)
复习 请回忆实现与、或、非逻辑的开关电路形式? 它们有何共同特点? 开关电路与逻辑电路是如何联系起来的?
2 复习 请回忆实现与、或、非逻辑的开关电路形式? 它们有何共同特点? 开关电路与逻辑电路是如何联系起来的?
3.1概述 用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算 的单元电路成为门电路。 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作 在开关状态。 导通状态:相当于开关闭合 截止状态:相当于开关断开。 逻辑变量←→两状态开关: 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值:0和1; 电子开关有两种状态:闭合、断开。 半导体二极管、三极管和MOS管,则是构成这 种电子开关的基本开关元件
3 3.1 概 述 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作 在开关状态。 导通状态:相当于开关闭合 截止状态:相当于开关断开。 逻辑变量←→两状态开关: 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值:0和1; 电子开关有两种状态:闭合、断开。 半导体二极管、三极管和MOS管,则是构成这 种电子开关的基本开关元件。 用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算 的单元电路成为门电路
理想开关的开关特性: (1) 静态特性: 断开时,开关两端的电压不管多大,等 效电阻ROFF.=无穷,电流IC 闭合时,流过其中的电流不管多大,等效电阻 RON=0,电压UAK=0。 (2 动态特性:开通时间ton=0 关 断时间toff=0
4 (1) 静态特性: 断开时,开关两端的电压不管多大,等 效电阻ROFF = 无穷,电流IOFF = 0。 闭合时,流过其中的电流不管多大,等效电阻 RON = 0,电压UAK = 0。 (2) 动态特性:开通时间 ton = 0 关 断时间 toff = 0 理想开关的开关特性:
客观世界中,没有理想开关。 乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分 接近理想开关,但动态特性很差,无法满足数字电 路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。 半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用 时,其静态特性不如机械开关,但动态特性很好
5 客观世界中,没有理想开关。 乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分 接近理想开关,但动态特性很差,无法满足数字电 路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。 半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用 时,其静态特性不如机械开关,但动态特性很好
门电路的概念: 实现基本和常用逻辑运算的电子电路,叫逻辑 门电路。实现与运算的叫与门,实现或运算的叫或 门,实现非运算的叫非门,也叫做反相器,等等。 分立元件门电路和集成门电路: 分立元件门电路:用分立的元件和导线连接起 来构成的门电路。简单、经济、功耗低,负载差。 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,便构成 了 集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门 电路
6 门电路的概念: 实现基本和常用逻辑运算的电子电路,叫逻辑 门电路。实现与运算的叫与门,实现或运算的叫或 门,实现非运算的叫非门,也叫做反相器,等等。 分立元件门电路和集成门电路: 分立元件门电路:用分立的元件和导线连接起 来构成的门电路。简单、经济、功耗低,负载差。 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,便构成了 集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门 电路
关于高低电平的概念及状态赋值 1.关于高低电平的概念 电位指绝对电压的大小;电平指一定的电压范 围。 高电平和低电平:在数字电路中分别表示两 段电压范围。 例:上面二极管与门电路中规定高电平为 ≥3V,低电平≤0.7V。 又如,TTL电路中,通常规定高电平的额定 值为3V,但从2V到5V都算高电平;低电平的额定值为 0.3V,但从0V到0.8V都算作低电平
7 关于高低电平的概念及状态赋值 电位指绝对电压的大小;电平指一定的电压范 围。 高电平和低电平:在数字电路中分别表示两 段电压范围。 例:上面二极管与门电路中规定高电平为 ≥3V,低电平≤0.7V。 又如,TTL电路中,通常规定高电平的额定 值为3V,但从2V到5V都算高电平;低电平的额定值为 0.3V,但从0V到0.8V都算作低电平。 1. 关于高低电平的概念
2.逻辑状态赋值 在数字电路中,用逻辑0和逻辑1分别表示输入、 输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。 经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表, 便于进行逻辑分析。 8
8 2.逻辑状态赋值 在数字电路中,用逻辑0和逻辑1分别表示输入、 输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。 经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表, 便于进行逻辑分析
关于正逻辑和负逻辑的概念 1.正负逻辑的规定 正逻辑体系:用1表示高电平,用0表示低电平。 负逻辑体系:用1表示低电平,用0表示高电平。 2.正负逻辑的转换 对于同一个门电路,可以采用正逻辑,也可以采 用负逻辑。 本书若无特殊说明,一律采用正逻辑体制。 同一个门电路,对正、负逻辑而言,其逻辑功能 是不同的。 9
9 关于正逻辑和负逻辑的概念 正逻辑体系:用1表示高电平,用0表示低电平。 负逻辑体系:用1表示低电平,用0表示高电平。 1. 正负逻辑的规定 2. 正负逻辑的转换 对于同一个门电路,可以采用正逻辑,也可以采 用负逻辑。 本书若无特殊说明,一律采用正逻辑体制。 同一个门电路,对正、负逻辑而言,其逻辑功能 是不同的
二极管与门电路 F A B F A B 0V 0V 0.7V 用正逻辑 0 0 0 ov 3V 0 0 0.7V 0 3V ov 0.7V 1 0 3V 1 3V 3.7V 1 A & 用负逻辑 F 正与门 B A B 正与门相当于负或门 0 1 0 1 1 负或门 0 0 0 B 10
10 A B F 0V 0V 0.7V 0V 3V 0.7V 3V 0V 0.7V 3V 3V 3.7V 正与门相当于负或门 二极管与门电路 用正逻辑 A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 用负逻辑 正与门 负或门 A B F 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0