1、1,教学目标：掌握门电路的基本概念；理解二极管门电路 和TTL门电路的结构、工作原理；,第三章 集成逻辑门电路,重点：门电路的基本概念；集成门电路的技术参数及其使用方法,难点： TTL门电路的结构、工作原理；,2,门电路,分立元件门电路（如书上的基本逻辑门电路）,集成门电路,双极型集成门电路（DTL、TTL）,单极型集成门电路（MOS),集成逻辑门中广泛使用的开关器件是：,晶体管 场效应管,门电路是用以实现逻辑关系的电子电路。,与门、,或门、,与非门、,或非门、,异或门等。, 3.1 集成逻辑门的分类,3,TTL与非门的电路组成 (Transistor- Transistor-Logic),与
2、分离元件电路相比，集成电路具有体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、输出电平匹配，所以早已广泛采用。, 3.2 TTL集成门电路,4,TTL与非门的内部结构,3.6V,0.3V,5,二、工作原理 1、任一输入为低电平（0.3V）时,输出为高电平： Vo=VOHVCCVBE3VBE4 = 50.70.7 = 3.6 V。,1V,约5V,V0=3.6V,截止,截止,导通,输入有低电平（“0”） 输出为高电平（“1”）,6,2、输入全为高电平（3.6V）时,T2、T5 饱和,T1的基极电位被钳在 VB1= VBC1+ VBE2+ VBE5=0.7V+ 0.7V+ 0.7V =2.1V T2的VC
3、2=VCES2+VBE5=0.3V+0.7V=1V,使T3和T4不能导通。 输出为低电平:VO=VCE50.3 V，,2.1V,1V,饱和,饱和,截止,0.3V,输入全为高电平(“1”)， 输出为低电平(“0”)”,7,1、电压传输特性 (输出电压随输入电压的变化趋势),三、TTL与非门的特性和技术参数,8,VOL,(0.3V),实际传输特性曲线,VOL,阈值VT=1.4V,理想的传输特性,输出高电平,输出低电平,“0”,9,（1）、输出高电平VOH、输出低电平VOL,VOH2.4V VOL 0.4V 便认为合格。,典型值VH=3.6V VL =0.3V 。,（2）、阈值电压VT (理想情况下
4、 ),ViVT时，认为Vi是低电平。,ViVT时，认为Vi是高电平。,VT=1.4V,2、主要参数,10, 3.2.2其它类型的TTL门电路,集成TTL门电路除了与非门外，还有“与”门 、“或”门、“非”门、“或非”门、“与非”门、 “与或非”门、“异或”门、“同或”门等不同功能 的产品。本节主要介绍介绍两种特殊门电路： 集电极开路门（OC门）及三态门（TS）门。,11,一.集电极开路的门电路（OC门）,“线与”,(1).“线与”的概念,12,将两个门电路的输出端连接在一起，当一个门的输出为高电平，而另一个门输出为低电平时，将会产生很大电流，有可能导致器件损坏，无法实现线与逻辑关系。为了解决这
5、个问题， 引入了一种特殊结构的门电路集电极开路（Open Collector）门电路，简称OC门。 OC门可以实现“线与”。,13,(2).OC门的电路结构和逻辑符号,14,OC门电路在工作时需外接上拉电阻RL和VCC电源。只要电阻的阻值和电源电压的数值选择得当，就可保证输出的高、低电平符合要求，输出三极管的负载电流又不至于过大。,15,实现“线与”,(3).OC门的应用,16,二. 三态门,E-控制端,输出有三种状态：高电平、低电平、高阻态。,17,18,19,功能表,F,20,符号,功能表,21,一、N沟道增强型MOS场效应管结构,3.3 CMOS 逻辑门,漏极D集电极C,源极S 发射极E
6、,栅极G基极B,衬底B,Sect,22,二、CMOS电路,1电路组成,23,3.4.1 TTL集成电路使用中应注意的问题 1、电源电压（UCC）应满足在标准值5V+10%的范围内。 2、TTL电路的输出端所接负载，不能超过规定的扇出系数。 ,(2)、或门和或非门 接地, .通过一个电阻接至电源地，或标准接低电平；.与其他信号输入端并接使用，,3、TTL门多余输入端的处理方法。(1)、与门和与非门 悬空, 相当于逻辑高电平，但通常情况下不这样处 理， 以防止干扰的窜入; 接电源, 通过一个上拉电阻接至电源正端, 或接标准高电平； 与其他信号输入端并接使用, ,24,25,26,3.4.2 CMO
7、S集成电路使用中应注意的问题CMOS电路的输入端是绝缘栅极，具有很高的 输入阻抗，很容易因静电感应而被击穿。，因此 在使用CMOS电路时应遵守下列保护措施： （1） 组装调测时，所用仪器、仪表、 电路 箱板等都必须可靠接地; （2） 焊接时，采用内热式电烙铁，功率不 宜过大，烙铁必须要有外接地线，以屏蔽交流电 场，最好是断电后再焊接; （3） CMOS电路应在防静电材料中储存或运输; ,27,（4） 虽然CMOS电路对电源电压的要求范围比较宽，但也不能超出电源电压的极限，更不能将极性接反，以免烧坏器件; (5) CMOS电路不用的多余输入端都不能悬空，应以不影响逻辑功能为原则分别接电源、地或与其他使用的输入端并联。输入端接电阻为低电平（栅极没有电流）。,28,例：判断如图CMOS电路输出为何状态？,10K,Y0=1 Y1=1 Y2=不确定,Y0,Y1,Y2,29,例7：判断如图CMOS电路输出为何状态？,Y1=1 Y2=0,30,本章总结,.二极管, .三极管，MOS管开关特性 TTL门电路的结构、工作原理；OC门，三态门的结构、工作原理，主要参数，使用注意事项。 CMOS门电路的结构、工作原理，主要参数，使用注意事项。,
