第二章遇辑门电路 内容概述 第一节标准TTL与非门 ◆第二节其它类型TTL门电路 ◆第三节ECL逻辑门电路 ◆第四节PL逻辑门电路 第五节NMoS逻辑门电路 ◆第六节CMOS逻辑门电路 ◆第七节逻辑门的接口电路 ◆小结
第二章 逻辑门电路 内容概述 第一节 标准TTL与非门 第二节 其它类型TTL门电路 第三节 ECL逻辑门电路 第四节 I 2 L逻辑门电路 第五节 NMOS逻辑门电路 第六节 CMOS逻辑门电路 第七节 逻辑门的接口电路 小结
TTL、ECL PMOS L内容概述 PL、HTL NMOS CMOS 双极型集成逻辑门 集按器件类型分 成逻辑 MOS集成逻辑门 SSI:104个以上等效门 本章内容: 集成逻辑门的基本结构、工作原理; 集成逻辑门的外部特性、参数及其接口电路
内容概述 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 按集成度分 SSI：＜100个等效门 MSI：＜103个等效门 LSI ：＜104个等效门 VLSI：＞104个以上等效门 本章内容： 集成逻辑门的基本结构、工作原理； 集成逻辑门的外部特性、参数及其接口电路。 TTL、ECL I 2L、HTL PMOS NMOS CMOS
第一节标准T与非门 ◆TTL与非门电路组成 TTL与非门工作原理 TTL与非门工作速度 ◆TTL与非门外特性及主要参数 ◆TTL标准与非门的改进型 ◆TTL集成电路产品
第一节 标准TTL与非门 TTL与非门电路组成 TTL与非门工作原理 TTL与非门工作速度 TTL与非门外特性及主要参数 TTL标准与非门的改进型 TTL集成电路产品
输入级由多发射上 极晶体管T 中间级由T2、R2和R组成。 D1、D,和电 T2的集电极C2和发射极E2分别 CC 。实现输入提供两个相位相反的电压信号。 +5V R 的与运算。 1.6ks 130g T 3.6V A T1 T 0.3V D3 B (U) D1 D T 输出级由D3、T4T和电阻 R组成。T与组成推拉式输出输入级中间级日输出级 结构,具有较强的负我能力
TTL与非门电路组成 输出级由D3、T4、T5和电阻 R4组成。T4与T5组成推拉式输出 结构，具有较强的负载能力。 输入级由多发射 极晶体管T1、二极管 D1、D2和电阻R1组成 。实现输入变量A、B 的与运算。 中间级由T2、R2和R3组成。 T2的集电极C2和发射极E2分别 提供两个相位相反的电压信号
TL与非门工作原理 输入端至少有一个 (设A端)接低电平: +5V T1管:A端发射结导通, 16k92i 1309 4kQ UBI=UA+ U BEl 5V T 其它发射结反偏截止。A 0.3V T 12 3.6V B 3.6M 因为UB1=1所以12、 T截止,U2≈Uc=5V。 D2 E2 T T4,工作在放大状态 电路输出高电平: OH=UCC -UR2-Ube4 -UD3 输入级中间级1输出级 ≈(5-0.7-07)V=3.6V
TTL与非门工作原理 • 输入端至少有一个 （设A端）接低电平： 0.3V 3.6V 1V 3.6V T1管:A端发射结导通， UB1 = UA + UBE1 = 1V， 其它发射结反偏截止。 （5-0.7-0.7）V = 3.6V 因为UB1 =1V, 所以 T2、 T5截止, UC2≈Ucc=5V。 T4：工作在放大状态 5V UOH =UCC −UR2 −Ub e4 −UD3 电路输出高电平：
T与非门工作原理 输入端全接高电平: + +U Uco 1·0B1 BCICBE2 BEs +5V =07×3=2.IV 1 16k2 1309 T1:发射结反偏,集电 T 极正偏,工作在倒置放3.6V T 大状态且T2、T5导通。 3.6V D3 B 2:工作在饱和状态 0.3 4: UC2=UcEs +UE D2 E2 BES ≈1V,T截止 1k] Ts:处于深饱和状态 电路输出低电平: 输入级}中间级}输出级 U OL 0.3V
• 输入端全接高电平： 3.6V 2.1V 0.3V T1 :UB1= UBC1+UBE2+UBE5 = 0.7V×3 = 2.1V 电 路输出低 电平： UOL = 0.3V 3.6V T1：发射结反偏，集电 极正偏，工作在倒置放 大状态且T2 、T5导通。 T2：工作在饱和状态 T4：UC2 = UCES2 + UBE5 ≈1V，T4截止。 T5：处于深饱和状态 TTL与非门工作原理
YTL与非门工作原理 T1:倒置放大状态 T2:饱和状态 截止状态 输入端全接高电平 Ts:深度饱和状态 Uc +5V 输出为低电平。 T1:深度饱和状态N ●输入端至少有一个接 T2:截止状态 T 低电平时,输出为高 4:放大状态 Ts:截止状态 电平。 D3 B 由此可见,电路的 D2 E2 T 输出与输入之间满足 1k] 与非逻辑关系 F=A·B 输入级}中间级}输出级
• 输入端全接高电平， 输出为低电平。 • 输入端至少有一个接 低电平时，输出为高 电平。 由此可见，电路的 输出与输入之间满足 与非逻辑关系： F = AB TTL与非门工作原理 T1：倒置放大状态 T2：饱和状态 T4：截止状态 T5：深度饱和状态 T1：深度饱和状态 T2：截止状态 T4：放大状态 T5：截止状态
M与非门工作速度 存在的问题:一是与非门内部晶体管工作在饱和状态对 电路开关速度产生影响,二是与非门输出端接容性负载 时对工作速度产生影响 采取的措施: 1.采用多发射极晶体管T1,加速T2管脱离饱和状态。 2T和T同时导通,加速T管脱离饱和状态。 3.降低与非门的输出电阻,减小对负载电容的充电时间
TTL与非门工作速度 存在的问题：一是与非门内部晶体管工作在饱和状态对 电路开关速度产生影响，二是与非门输出端接容性负载 时对工作速度产生影响。 采取的措施： 1. 采用多发射极晶体管T1，加速T2管脱离饱和状态。 2. T4和T5同时导通，加速T5管脱离饱和状态。 3. 降低与非门的输出电阻，减小对负载电容的充电时间
TTL与非门的外特性及主要参数 外特性:指的是电路在外部表现出来的各种特性。 掌握器件的外特性及其主要参数是用户正确使用、维护 和设计电路的重要依据。 介绍手册中常见的特性曲线及其主要参数
TTL与非门的外特性及主要参数 外特性：指的是电路在外部表现出来的各种特性。 掌握器件的外特性及其主要参数是用户正确使用、维护 和设计电路的重要依据。 介绍手册中常见的特性曲线及其主要参数
TL与非门的外特性及主要参数 线性区:当0.6V≤U1.3V, (饱和区:U继续升高,T进入随U升高而下降, 正热 <I 4V时,T2导通,Ts 转拼倒置工作状态U=2V,此时{U下降。 输入T2T饱和,T截止,输出低 电电平U02=0.3V,且C0不随U1 T4(的增大而变化 接Uc或悬空A 1.0 E UI/V 00.51.01.5 (a)电压传输特性测试电路 b)电压传输特性曲线
TTL与非门的外特性及主要参数 （一）电压传输特性 TTL与非门输入电压UI与输出电压UO之间的关系曲线， 即 UO = f（UI）。 截止区：当 UI≤0.6V， Ub1≤1.3V时，T2、T5截止， 输出高电平UOH = 3.6V。 线 性 区 ： 当 0 . 6 V≤UI≤1.3V， 0.7V≤U b2＜1.4V时，T2导通，T5 仍截止，UC2随Ub2升高而下降， 转折区：当UI≥1.3V时，经T4射随器使UO下降。 输入电压略微升高，输出 电压急剧下降，因为T2、 T4、T5均处于放大状态。 饱和区：UI继续升高，T1进入 倒置工作状态Ub1=2.1V，此时 T2、T5饱和，T4截止，输出低 电平UOL = 0.3V ，且UO不随UI 的增大而变化