1、本章总的要求：熟练掌握 TTL和 CMOS集成门电路输出与输入间的逻辑关系、外部电气特性，包括电压传输特性、输入特性、输出特性和动态特性等；掌握各类集成电子器件正确的使用方法。重点：TTL电路与 CMOS电路的结构与特点 . 3.1 概述门电路 是用以实现逻辑运算的电子电路，与已经讲过的逻辑运算相对应。常用的门电路在逻辑功能上有 与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门 等。正逻辑 ：高电平表示逻辑 1、低电平表示逻辑 0。负逻辑 ：高电平表示逻辑 0、低电平表示逻辑 1。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。3.2 半导体二极管门
2、电路3.2.1 半导体二极管的开关特性Ui0.5V时，二极管导通。Ui0时vGS足够大时（vGSVGS(th)），形成电场 GB, 把衬底中的电子吸引到上表面，除复合外，剩余的电子在上表面形成了 N型层（反型层）为 D、S间的导通提供了通道。VGS(th)称为阈值电压 (开启电压）源极与衬底接在一起N沟道可以通过改变 vGS的大小来控制 iD的大小。二 、 MOS管的输入、输出特性对于共源极接法的电路，栅极和衬底之间被二氧化硅绝缘层隔离，所以 栅极电流为零 。输出特性曲线（漏极特性曲线）夹断区（截止区）用途： 做无触点的、断开状态的 电子开关。条件： 整个沟道都夹断 特点：可变电阻区特点 :(
3、1)当 vGS 为定值时 ,iD 是 vDS 的线性函数，管子的漏源间呈现为线性电阻，且其阻值受 vGS 控制。（ 2） 管压降 vDS 很小。用途： 做 压控线性电阻 和无触点的、闭合状态的电子开关 。条件： 源端与漏端沟道都不夹断 恒流 区：(又称饱和区或放大区）特点 :(1)受控性： 输入电压vGS控制输出电流(2)恒流性： 输出电流 iD 基本上不受输出电压 vDS的影响。条件 :(1)源端沟道未夹断 (2)漏端沟道予夹断 用途 :可做 放大器 和 恒流源 。三 、 MOS管的基本开关电路当 vI=vGSVGS(th)且 vI继续升高时， MOS管工作在可变电阻区。 MOS管导通内阻
4、RON很小， D-S间相当于闭合的开关 ,vO0。四 、 MOS管的四种基本类型GSDN 沟道耗尽型GSDN沟道增强型GSDP 沟道增强型GSDP 沟道耗尽型在数字电路中，多采用增强型。3.3.2 CMOS反相器工作原理 PMOS管NMOS管CMOS电路VDDT1T2vI vO一、电路结构 当 NMOS管和 PMOS管成对出现在电路中，且二者在工作中互补，称为 CMOS管 (意为互补 )。VDDTPTNvI vOvI=0截止 vo=“ ”导 通vI=1VDDT1T2vI vO导通 vo=“ ”截止 静态下，无论 vI是高电平还是低电平， T1、 T2总有一个截止，因此 CMOS反相器的静态功耗
5、极小。二、电压传输特性和电流传输特性 电压传输特性阈值电压 VTHT1导通 T2截止T2导通 T1截止T1T2同时导通电流传输特性T2截止T1截止CMOS反相器在使用时应尽量避免长期工作在 BC段。输入低电平时噪声容限：在保证输出高、低电平基本不变的条件下 ,输入电平的允许波动范围称为输入端噪声容限 。输入高电平时噪声容限：三、输入端噪声容限 噪声容限衡量门电路的 抗干扰能力。噪声容限越大，表明电路抗干扰能力越强。测试表明： CMOS电路噪声容限VNH=VNL 30 VDD，且随 VDD的增加而加大。因为 MOS管的栅极和衬底之间存在着以 SiO2为介质的输入电容，而绝缘介质非常薄，极易被击穿，所以应采取保护措施。3.3.3 CMOS反相器的静态输入输出特性 一、输入特性
