1、第3章 逻辑门电路,3.1 二极管、三极管的开关特性 3.2 TTL集成门电路 3.3 CCMOS集成逻辑门电路 3.4 门电路使用及连接的问题,3.1 二极管、三极管的开关特性,3.1.1 二极管的开关特性 1二极管的伏安特性及等效电路 由图3-1（a）硅二极管的伏安特性性曲线可知，当外加正向电压uD大于死区电压UT时，二极管开始导通，伏安性曲线很陡直，压降很小（硅管为0.7V，锗管为0.3V）,可以近似看作是一个闭合的开关。当外加反向电压时，反向电流很小（nA级），二极管截止。可以近似看作是一个断开的开关。图3-1（b）为理想化二极管的伏安特性性曲线。在数字电路的分析和估算中，常把uD U
2、T看成二极管的截止条件, 截止之后,近似认为iD0,相当于断开的开关。因此二极管开关特性可以用图3-2表示。,下一页,返回,3.1 二极管、三极管的开关特性,3.1.2 三极管的开关特性 三极管的输入、输出特性如图3-3所示，它具有饱和、截止、放大三种工作状态，在数字电路中三极管作为开关元件，通常不是工作在饱和区就是工作在截止区，放大区只是出现在三极管由饱和变为截止或由截止变为饱和的过渡状态，是瞬间即逝的。 1. 三极管三种工作状态的条件和特点 (1) 截止状态的条件和特点 三极管处在截止状态条件：uBEUT(硅管0.5V，锗管0.2V)。 三极管处在截止状态特点：iB0，iC0，uO = u
3、CE = +VCC， 三个电极可视为断开，等效电路如图3-4（a）所示。,上一页,下一页,返回,3.1 二极管、三极管的开关特性,(2) 放大状态的条件和特点 三极管处在放大状态条件：当uBEUT 时，发射结正偏，集电结反偏。 三极管处在放大状态特点：集电极电流iC随iB而变，并满足iC =iB的关系。 (3) 饱和状态的条件和特点 三极管处在饱和状态条件：发射结正偏,集电结正偏,iBIBS（IBS为临界饱和基极电流），（ICS为临界饱和集电极电流），ICS= 。 三极管处在饱和状态特点：集电极电流iC不随iB而变，即iC iB，uO = uCES = 0.3 V, 三极管的c、e极之间如同有
4、0.3V电压降的闭合开关,其等效电路如图3-4（b）所示。,上一页,下一页,返回,3.1 二极管、三极管的开关特性,2. 三极管的开关时间 三极管由饱和变为截止，或由截止变为饱和均需要时间，其中截止变为饱和所需要时间称开通时间，用tON表示，三极管由饱和变为截止所需要时间称关断时间，用tOFF表示。以图3-5 所示为例，输入信号ui从低电平uiL跳变到高电平uiH ，三极管从截止状态进过放大状态，再进入饱和状态，其集电极电流iC不能从0跳变到ICS，而是需要进过一定时间。通常从ui上跳沿到ic上升到0.9ICS所需时间，称为开通时间tON 。同理ui从高电平uiH跳变到低电平uiL，三极管从饱
5、和状态进过放大状态，再进入截止状态, 通常从ui下跳沿到ic下降到0.1ICS所需时间，称为关断时间tOFF。三极管的开关时间一般在纳秒数量级。通常tOFF tON。三极管的开关时间tOFF的大小将直接影响三极管的开关速度。,上一页,下一页,返回,3.1 二极管、三极管的开关特性,3.1.3 MOS管的的开关特性 1. NMOS管的开关特性 NMOS有增强型和耗尽型两种,在数字电路中,采用增强型较多。NMOS管的电路符号及转移特性如图3-6所示, 通常源极S和衬底B连在一起，漏极D接正电源。如果uGS UT（UT为开启电压），则NMOS管导通，如同开关闭合。反之,如果uGS UT，则NMOS管
6、截止，如同开关断开。,上一页,返回,3.2 TTL集成门电路,TTL集成门电路是一种单片集成电路。集成电路中所有元件和连线，都制作在一块半导体基片上。这种门电路的输入级和输出级均采用晶体三极管，故称晶体管晶体管逻辑门电路，简称TTL电路。 3.2.1 TTL与非门电路 1.TTL与非门电路组成 如图3-8所示由输入级、中间级和输出级三部分组成的。 (1) 输入级 输入级由多发射极管T1和电阻R1组成。其作用：从逻辑功能上看，是对输入变量A、B、C实现逻辑与，提高门电路工作速度。因为，当T2截止时，T1深度饱和，瞬间产生一个很大的电流ic1。而ic1又恰好是T2的基极反向驱动电流，T1对T2的抽
7、流作用，使T2在饱和时积累的基区存贮电荷迅速消散，从而加快了T2由饱和变为截止的速度。,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,(2) 中间级 中间级由T2、 R2和R3组成。T2的集电极和发射极输出两个相位相反的信号，其作用：使T3、T4和T5轮流导通。 (3) 输出级 输出级由T3、T4、T5和R4、R5组成，这种电路形式称为推拉式电路。其作用：提高门电路带负载 能力。因为，当T4截止时，T5饱和，允许输出端灌入较大负载电流。当T5截止时，T3、T4组成射极输出器，射极输出器的输出阻抗低，带负载能力强，负载拉电流大。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,2. TTL与非门电路工
8、作原理 (1)当输入全部为高电平(3.6 V) TTL与非门的工作状态如图3-9所示,电源VCC通过R1足以使T1的集电结和T2、T5的发射结导通,并且T2、T5 饱和, T1的基极电位被钳在uB1= uBC1+ uBE2+ uBE5 =0.7V+0.7V+0.7V=2.1V, 而T1集电极电压uB2= uBC1+ uBE2 =0.7V+0.7V=1.4V低于发射极电压3.6V，管子倒置工作，T2的集电极压降uC2=UCES2+uBE5=0.3V+0.7V=1V,可以使T3导通，但T4不能导通。 因此输出为低电平。uO=uOL=UCES50.3 V，电路实现了“输入全为高电平，输出为低电平”的
9、逻辑关系。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,(2) 输入至少有一个为低电平（0.3V）。 当输入至少有一个（A端）为低电平时，由图3-10可知，T1的发射结正向导通，uB1=1V,使T2、T5均截止，T1特殊饱和（因ic1=0），而T2的集电极电压足以使T3、T4导通。因此输出为高电平： uo = UOH +VCC uBE3uBE4 = 50.70.7 = 3.6 V。电路实现了“输入有低电平，输出为高电平”的逻辑关系。 (3)逻辑功能 从上述分析可得表3-1所示输入电压、输出电压关系表，把表3-1中高电压用“1”表示，低电压用“0”表示得表3-2逻辑功能真值表,由表3-2逻辑
10、功能真值表可推得与非逻辑功能, 。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,3. TTL与非门的外特性及主要参数 1）电压传输特性 (1).截止区 （AB段） 当输入电压0Vui0.6 V时，T1工作在深度饱和状态，UCES10.1V, uB20.7V,故T2、T5截止，T3、T4导通，uo=UOH3.6 V为高电平。与非门处于截止状态，所以把AB段称截止区，门电路处在关门状态。 （2）线性区（BC段） 当输入电压 0.6Vui1.3 V时，则有0.7VuB21.4V ，T2开始导通，T5仍未导通，T3、T4处于发射极输出状态。随ui的增加, uB2增加， uC2下降，并通过T3、T4
11、使uo也下降。因为uo基本上随ui的增加而线性减小， 故把BC段称线性区。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,（3）转折区(CD段) 输入电压1.3Vui1.4V时，uB21.4V，T5开始导通，并随ui的增加趋于饱和。T3、T4趋于截止，T2、T5迅速进入饱和状态，使输出电压下降非常快，uo=UOL=0.3V低电平。所以把CD段称转折区或过渡区。 (4)饱和区( DE段) 当ui1.4V以后,再增加ui也只能加深的T5的饱和深度。T4截止，输出uo=UOL=0.3V低电平。与非门处于饱和状态。 所当ui1.4V以后,再增加ui也只能加深T5的饱和深度。 2）输入伏安特性 输入伏
12、安特性是指输入电压ui与输入电流ii之间的关系。若规定输入电流以流入输入端为正，则可得到如图3-12（b）所示.输入伏安特性曲线，由曲线可见，uiii至ui1.3V以后，T2、T5导通, T1倒置, ii流进输入端，ii0。但因这时T1发射结反偏，因此IIH(高电平输入时输入端的电流)很小，大约为几十微安。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,3）输入负载特性 输入负载特性是指输入对地接上电阻Ri时，ui随Ri的变化而变化的关系曲线。当输入端接如图3-13（a）所示的电阻Ri时，改变电阻的大小，可得到如图3-13（b）所示的输入负载特性曲线，从曲线可以看出，在一定范围内，ui随Ri
13、的增大而升高，但当输入电压ui达到1.4V以后，uB1=2.1V, Ri增大,由于uB1不变，故ui=1.4V也不变。这时T2、T5饱和导通，输出低电平。 由上述分析可知，当Ri比较小时，门电路处在关门状态，输出高电平；当Ri比较大时，门电路处在开门状态，输出低电平；当Ri不大不小时，门电路工作在线性区或转子折区，由输入负载特性引入两个名词：,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,关门电阻ROFF-在保证门电路输出为额定高电平的条件下，所允许的Ri的最大值，称为关门电阻，典型的TTL门电路ROFF0.7K。 开门电阻RON-在保证门输出为额定低电平的条件下，所允许的Ri的最小值，称为
14、开门电阻，典型的TTL门电路RON2K 4）输出特性 输出特性是指输出电压与输出电流之间的关系曲线。 （1）输出高电平时的输出特性 当TTL与非门输出高电平时，如图3-14电路所示，T4导通，T5截止，此时，门电路形成拉电流负载，随着负载电流的增加，输出的高电平将逐渐下降，以至无法保证正常的高电平输出。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,当TTL与非门输出低电平时，如图3-15电路所示，T4截止，T5导通，此时，门电路形成灌电流负载，随着负载电流的增加，输出的低电平却逐渐上升，也无法保证正常低电平的输出。破坏了正常逻辑功能。 综上所述，为了保证与非门正常工作，适当限制负载电流的大
15、小。 5）主要参数 （1）输出高电平UOH和输出低电平UOL 电压传输特性曲线截止区的输出电压为UOH，典型值为3.6V。饱和区的输出电压为UOL，典型值为0.3V，一般产品规定UOH2.4V，UOL0.4 V。 ,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,（2）关门电平UOFF和开门电平UON及阈值电压UT 由于器件制造的差异，输出高电平、输入低电平都略有差异，通常规定TTL与非门输出高电平UOH=3V和输出低电平UOL=0.35V为额定逻辑高、低电平.，在保证输出为额定高电平（3V）的90%（2.7V）的条件下，允许的输入低电平的最大值，称为关门电平UOFF。通常UOFF1V,一般产
16、品要求UOFF0.8 V。 在保证输出额定低电平（0.35V的条件下，允许输入高电平的最小值，称为开门电平UON。通常UON1.4V，一般产品要求UON1.8 V。 电压传输特性曲线转折区中点所对应的输入电压为UT，也称门槛电压。一般TTL与非门的UT 1.4V。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,（3） 噪声容限UNL、UNH 在实际应用中，由于外界干扰、电源波动等原因，可能使输入电平ui偏离规定值。为了保证电路可靠工作，应对干扰的幅度有一定限制，称为噪声容限。它是用来说明门电路抗干扰能力的参数。 低电平噪声容限是指在保证输出为高电平的前提下，允许叠加在输入低电平UIL上的最大
17、正向干扰（或噪声）电压。低电平噪声容限用UNL表示：UNL = UOFFUIL。 高电平噪声容限是指在保证输出为低电平的前提下，允许叠加在输入高电平UIH上的最大负向干扰（或噪声）电压。 高电平噪声容限用UNH表示：UNH = UIHUON。 很显然，UNL和UNH越大，电路的抗干扰能力越强。从电压传输特性曲线可以求UNL、UNH的大小 。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,(4) 输入短路电流IIS 当ui=0时，流经这个输入端的电流称为输入短路电流IIS。输入短路电流的典型值约为1.5mA。 (5) 输入漏电流IIH 当uiUT时, 流经输入端的电流称为输入漏电流IIH， 即
18、T1倒置工作时的反向漏电流。其值很小，约为10A。 (6) 扇出系数N 扇出系数是以同一型号的与非门作为负载时，一个与非门能够驱动同类与非门的最大数目N，通常N8。 ,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,（7）平均延迟时间tpd 指输出信号滞后于输入信号的时间，它是表示开关速度的参数，如图3-17所示从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿中点之间的时间称为导通延迟时间 tPHL；从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的中点之间的时间称为截止延迟时间tPLH, 所以TTL与非门平均延迟时间为tpd= (tPHL+tPLH),一般, TTL与非门tpd为340ns。 (8) 空载功耗
19、空载功耗是指TTL与非门空载时电源总电压与总电流的乘积。输出为低电平时的功耗为空载导通功耗PON，输出为高电平时的功耗为空载截止功耗POFF，PONPOFF。以上这些参数，可以从集成电路手册中查到。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,3.2.2 其它功能的TTL门电路 1集电极开路门（OC门） 当一个门的输出处在高电平，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。为了解决这个问题，引入了一种特殊结构的门电路集电极开路（Open Collector）的门电路， 简称OC门。 OC门可以实现“线与”的逻辑功能。 图3-19中与非门不同T3、T
20、4代之外接电阻RL及外接电源EP外接电阻RL及电源EP，通电源后，实现与非逻辑功能。而外接电阻RL及电源EP值可根据电路要求，通过计算后选择合适的值，从而保证在多个OC门电路输出端并接时不会烧坏导通管。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,2OC门的应用 (1).实现“线与”逻辑 如图3.20所示，将几个OC门的输出端连在一起，共用一个负载电阻RL及电源EP。当所有OC门的输出都是高电平时，电路的总输出Y才为高电平；而当任意一个OC门的输出为低电平时，总输出Y为低电平 ，实现“线与”逻辑功能。其表达式为： Y= 从表达式看，“与”的功能是通过输出端连线来实现，故称“线与”。,上一页
21、,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,(2).实现电平转换 一般的TTL电路空载输出的高电平为3.6 V，但在数字系统 的接口（与外部设备相联系的电路）有时需要输出的逻辑高电平更高，则可以使用OC门电路进行电平转换。 在图3-21所示的电路中，当需要把输出高电平转换为10 V时，可将OC门外接上拉电阻接到10 V电源上。这样OC门的输入端电平与一般与非门一致， 而输出的高电平就可以变为10 V。 (3) 用作驱动器 可以用OC门来驱动指示灯、继电器和脉冲变压器等。 当用于驱动指示灯时，上拉电阻RL可由指示灯来代替，如电流过大，可串入一个适当的限流电阻。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL
22、集成门电路,3三态门（TSL门） 一般的门电路的输出端只会出现高电平、低电平两种状态， 而三态门的输出还可以出现第三种状态高阻状态（或称禁止状态、开路状态），简称TSL(Tristate Logic)门。 1） 电路结构 三态门的电路如图3-22(a)所示。实际上是由一个普通与非门加上一个二极管D构成。E为控制端或称使能端。 2) 三态门的应用 （1）总线传输 在图3-24所示的总线连接中，若令E1、E2、E3轮流地接0,即任何时刻只让一个TSL门处在工作状态,而其余TSL图3-25 三态门用于双向传输门均处在高阻状态，那么总线就会轮流地接受各个TSL门的输出信号，这样，就实现了一线多用。这种
23、利用总线传送数据的方法，使三态门在计算机总线结构中有着极为广泛的应用。,上一页,下一页,返回,3.2 TTL集成门电路,（2） 双向传输 利用三态门实现数据的双向传输。 当E=0时，门电路G1工作，门电路G2为高阻状态， 数据由M传向N；当E=1时，G1为高阻状态，G2工作，数据由N传向M。通过控制端E的控制实现M、N的双向传输。 3.2.3 TTL集成电路路系列介绍 TTL门电路是基本逻辑单元，是构成各种TTL电路的基础，实际生产的TTL集成电路，品种齐全，种类繁多，应用十分普遍。TTL器件型号由五部分组成， 其符号和意义如表3.3所示. 目前,我国TTL集成电路主要有CT54/74（普通）
24、、 T54/74H（高速）、CT54/74S（肖特基）、CT54/74LS(低功耗)等，四个系列国家标准的集成门电路。它们的主要性能指标如表3.4所示。由于CT54/74LS系列产品具有最佳的综合性能，因而得到广泛应用。,上一页,返回,3.3 CCMOS集成逻辑门电路,3.3.1 CMOS反相器 1电路组成 CMOS反相器的基本结构如图3-26所示。其中T1为NMOS称驱动管，T2为PMOS称为负载管。两管特性相近，跨导相等且较大，导通电阻小。 T1 和T2栅极相连作输入端，漏极相连作输出端，T1 源极接地，T2 源极接+VDD。 2.工作原理 设电源电压VDD =10V ，T1的开启电压UT
25、N = 2V，T2 的开启电压UTP=2V。 (1)当ui = UIL=0V时，由于uGS1=0VUTN = 2V ，T1截止。uGS210VUTP=2V，T2导通，uO= UOHVDD =10V。 (2)当ui = UIH= VDD =10V时，uGS1=10VUTN = 2V，T1导通， (3)uGS20VUTP=2V ，T2截止，uO= UOL0V。,下一页,返回,3.3 CCMOS集成逻辑门电路,3.电压传输特性和电流传输特性CMOS反相器的电压传输特性和电流传输特性如图3-27所示。下面分析CMOS反相器的传输特性。 （1）AB段：uiUTN ，T1截止，T2导通，输出uo为高电平，
26、UOHVDD，由于驱动管截止，iD为0，该段称为截止区。 （2）BC段：UTNuiVDDUTP，T1 和T2均导通，由于在这段T2从导通转变为截止，而T1从截止转变为导通，因此该段称转折区。 (3)CD段：uiVDDUTP，T2截止，而T1导通，输出uo为低电平， UOL0V，该段称为导通区。,上一页,下一页,返回,3.3 CCMOS集成逻辑门电路,4CMOS电路的优点 （1）功耗低 （2）电源电压范围宽 （3）抗干扰能力强 （4）逻辑摆幅大 （5）带负载能力强 （6）集成度很高，温度稳定性好 （7）成本低,上一页,下一页,返回,3.3 CCMOS集成逻辑门电路,332 其它CMOS门电路 1
27、CMOS与非门 图3-28是一个两输入的CMOS与非门电路。T1、T2驱动管串联，T3、 T4负载管并联。 当A、B两个输入端均为高电平时，T1、T2导通，T3、 T4截止，、输出为低电平。 当A、B两个输入端中只要有一个为低电平时，T1、T2中必有一个截止，T3、T4中必有一个导通， 输出为高电平。电路的逻辑关系为：,上一页,下一页,返回,3.3 CCMOS集成逻辑门电路,2. 或非门 图3-29所示是一个两输入的CMOS或非门电路图，T1、T2驱动管并联，T3、 T4负载管串联。 当A、B两个输入端均为低电平时，T1、T2截止，T3、T4导通，输出Y为高电平。 当A、B两个输入中有一个为高
28、电平时，T1、T2中必有一个导通，T3、T4中必有一个截止，输出为低电平。电路的逻辑关系为：,上一页,下一页,返回,3.3 CCMOS集成逻辑门电路,3. CMOS传输门 传输门是数字电路中用来传输信号的一种基本单元电路。 （1）电路结构 CMOS传输门电路和符号如图3-29所示，它是一种可控传输开关电路。T1为NMOS管，T2为PMOS管，T1、T2的源极和漏极分别连在一起，作为传输门的输入端和输出端，在两管的栅极上，加上互补的控制信号C和， NMOS管和PMOS管的开启电压绝对值小于VDD/2。 （2）工作原理 当C=1（接VDD）， =0（接地）时，若输入信号ui接近于VDD ， UGS
29、10 V、 UGS2-VDD，故T1截止，T2导通；如输入信号ui接近0，UGS1UDD、 UGSP0 V，则T1导通，T2截止；如果ui接近VDD/2，则T1、T2同时导通。所以在C=1（接VDD）， =0（接地）时，总有管子处于导通状态，管子的导通电阻约几百欧姆，就相当于一个开关接通。 ,上一页,下一页,返回,3.3 CCMOS集成逻辑门电路,反之，当C=0（接地）， =1（接地）时，ui在0UDD之间，T1、T2都截止， 这时截止电阻很高，可大于109欧姆，仅有皮安数量级的漏电流通过，相当于开关断开。 由于MOS管的结构是对称的，即源极和漏极可互换使用，因此传输门的输入端和输出端也可以互
30、换。故CMOS传输门具有双向性，也称双向传输开关。 333 CMOS门电路系列及型号的命名法 CMOS逻辑门器件有三大系列: 4000系列、74C系列和硅氧化铝系列。 1. 4000系列 表3-5列出了4000系列CMOS器件型号组成符号及意义。,上一页,下一页,返回,3.3 CCMOS集成逻辑门电路,2. 74C系列 74C系列有：普通74C系列、高速MOS74HC/HCT系列及先进的CMOS74AC/ACT系列。,上一页,返回,3.4 门电路使用及连接的问题,3.4.1 TTL集成电路使用中应注意的问题 1) 电源电压（VCC）应满足在标准值5V+10%的范围内。 2) TTL电路的输出端
31、所接负载，不能超过规定的扇出系数。 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; ,下一页,返回,3.4 门电路使用及连接的问题,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;。 (2).或门和或非门 接地,如图3-32(a) ; .通过一个电阻接至电源地如图3-32(b)，或标准接低电平； .与其他信号输入端并接使用，如图3-32(c)。,上一页,下一页,返回,3.4 门电路使用及连接的问题,3.4 .2. CMOS集成电路使用中应注意的问题 CMOS电路的输入端
32、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; （4）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）。,上一页,下一页,返
33、回,3.4 门电路使用及连接的问题,3.4.3 CMOS电路与TTL电路的连接 1. TTL输出驱动CMOS输入 (1) 当TTL电路驱动4000系列和HC系列CMOS时，如果电源电压VCC与VDD均为5V时，从表3.6 TTL的74LS系列和CMOS的4000、74HC系列的输入、输出高电平和低电平，可以看出，TTL门的UOH不符合CMOS的UIH要求，为了很好解决这个电平匹配问题，在TTL门电路的输出端外接一个上拉电阻RP，如图3.33所示，使TTL门电路的UOH5V。如果CMOS的电源电压较高，则TTL电路需采用OC门，在其输出端接上拉电阻，如图3.34所示，上拉电阻的大小将影响其工作速
34、度。则采用另一种方法用专用的CMOS接口电路（如CC4502、CC40109等）。,上一页,下一页,返回,3.4 门电路使用及连接的问题,当TTL电路驱动74HCT系列和74ACT系列的CMOS门电路时，因两类电路性能兼容，故可以直接相连，不需要外加元件和器件。 2. CMOS输出驱动TTL输入 74HC/74HCT系列CMOS的输出高、低电平和74LS系列TTL的输入高、 低电平如表3-7所示。由表可知，CMOS的输出电平同TTL的输入电平兼容。若CMOS电路的电源电压为5 V时，则两者可直接相连。当CMOS电源电压较高时，可采用专用的电平转换电路或用三极管反相器作为接口电路。,上一页,返回
35、,图3-1 二极管的伏安特性性曲线,返回,(a) (b),(a) 硅二极管的伏安特性性曲线 (b) 理想化的伏安特性性曲线,图3-2 二极管开关特性等效电路,返回,(a) (b) (a) 导通时 (b) 截止时,图 3-3 三极管开关电路及特性曲线,返回,(a) (b) (c) (a) 开关电路 (b) 输入特性曲线 (c) 输出特性曲线,图3-4三极管开关等效电路,返回,(b) (a) 截止时 (b) 饱和时,图3-4三极管开关等效电路,返回,(b) (a) 截止时 (b) 饱和时,图3-5 三极管的开关时间,返回,图3-6 NMOS增加型管的电路符号及转移特性,返回,(a),(b),（a）
36、电路符号 (b)转移特性,图3-7 PMOS增加型管的电路符号及转移特性,返回,(a),(b),（a）电路符号 (b)转移特性,图3-8 TTL集成与非门电路图及逻辑符号,返回,图3-9 输入全为高电平,返回,图3-10 输入至少有一个为低电平,返回,表3-1 输入电压、输出电压关系表,返回,全低(UIL =0.3V),表3-2逻辑功能真值表,返回,1 1 1 1 出1 1,图3-12 TTL与非门输入伏安特性,返回,a) (b)（a）测试电路 ； (b) 输入伏安特性曲线。,图3-13 TTL与非输入负载特性,返回,（a）测试电路； (b) 输入负载特性。,图3-14输出高电平时的输出特性,
37、返回,a) (b)（a）测试电路 ； (b) 输出特性曲线。,图3-15输出低电平时的输出特性,返回,（a） (b) （a）测试电路 ； (b) 输出特性曲线。,图3-19 OC门电路及符号,返回,(a) (b),（a）OC门电路 ; (b) 符号。,图3-20 .实现线与逻辑的OC门,返回,图3-21 OC门实现电平转换,返回,图3-22 TTL三态门电路及逻辑符号,返回,a) (b) (a)电路 ； (b) 逻辑符号。,图3-24 三态门实现总线传输,返回,图3-25 三态门用于双向传输,返回,表3-3 TTL器件型号组成的符号及意义,返回,表3-4 TTL各系列集成门电路主要性能指标,返
38、回,图3-26 CMOS反相器,返回,图3-27 CMOS反相器电压传输特性和电流传输特性,返回,图3-28 CMOS 与非门电路,返回,图3-29 COMS与非门电路,返回,图3-29 COMS与非门电路,返回,表3-5 4000系列CMOS器件型号组成符号及意义,返回,图3-32 TTL或门多余输入端的处理方法,返回,(a) (b) (c)(a)接地； (b) 通过R接地； (c)与使用输入端并接。,表3.6TTL的74LS系列和CMOS的4000、74HC系列的输入、输出高电平和低电平,返回,图3-33 TTL驱动COMS采用外接上接电阻,返回,图3-34 TTL驱动COMS采用OC门,返回,表3-7 74HC/74HCT系列CMOS和74LS系列TTL输入、输出高电平和低电平,返回,
