1、骄傲来，羞耻也来；谦逊人却有智慧。 箴言11：2,上次课主要内容,二极管和三极管的开关特性 场效应管的开关特性 分立元件门电路 TTL门电路的工作原理 TTL门电路主要参数,1. 悬空的输入端相当于接高电平。,2. 为了防止干扰，可将悬空的输入端接高电平(与门、与非门)。,说明,3. 多余输入端的处理。,(1) 三态与非门,E-控制端、使能端,2-2-1 其它类型的TTL门电路,&,A,B,Y,符号,功能表,另一种画法,E-控制端,&,A,B,Y,符号,功能表,三态门主要作为TTL电路与总线间的接口电路,用途：,E1、E2、E3轮流接入高电平，将不同数据（A、B、C）分时送至总线。,(2) 集
2、电极开路与非门（OC门）,TTL与非门的结构“线与”,应用时输出端要接一上拉负载电阻RL,直接线与的问题：1、普通门电路线与的后果；2、三态门和集电极开路门解决线与的原理。3、普通TTL门电路为何不能直接接地或接电源,相当于与门作用。因为 Y1、Y2 中有低电 平时，Y 为低电平；只有 Y1、Y2 均为高电平时，Y 才为高电平，故 Y = Y1 Y2。,2. 应用,(1) 实现线与,两个或多个 OC 门的输出端直接相连，相当于将这些输出信号相与，称为线与。,只有 OC 门才能实现线与。普通 TTL 门输出端不能并联，否则可能损坏器件。,注意,(2)驱动显示器和继电器等,例 下图为用 OC 门驱
3、动发光二极管 LED 的显示电路。已知 LED 的正向导通压降 UF = 2V，正向工作电流IF = 10 mA，为保证电路正常工作，试确定 RC 的值。,解：为保证电路正常工作，应满足,因此 RC = 270 ,分析：该电路只有在 A、B 均为高电平，使输出 uO 为低电平时，LED 才导通发光；否则 LED 中无电流流通，不发光。要使 LED 发光，应满足 IRc IF = 10 mA。,负载电阻RL和电源 UCC可以根据情况选择,如RL用继电器线圈（J）替代，可以 实现对其它电路的控制。,(3)实现电平转换,TTL 与非门有时需要驱动其他种类门电路，而不同种类门电路的高低电平标准不一样。
4、应用 OC 门就可以适应负载门对电平的要求。,OC 门的 UOL 0.3V，UOH VDD，正好符合 CMOS 电路 UIH VDD，UIL 0的要求。,4、TTL系列集成电路及主要参数,TTL系列集成电路,74：标准系列，前面介绍的TTL门电路都属于74系列，其典型电路与非门的平均传输时间tpd10ns，平均功耗P10mW。,74H：高速系列，是在74系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd6ns，平均功耗P22mW。,74S：肖特基系列，是在74H系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd3ns，平均功耗P19mW。,74LS：低功耗肖特基系列，是在74S
5、系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd9ns，平均功耗P2mW。74LS系列产品具有最佳的综合性能，是TTL集成电路的主流，是应用最广的系列。,TTL集成门电路的使用注意事项,电源电压及电源干扰的消除：引入电源滤波，每隔68个门加接一个0.010.1F的电容对高频进行滤波。 输出端的连接：注意线与问题和负载能力。 闲置输入端的处理。 电路安装接线和焊接应注意的问题：线要短、接地要好、烙铁功率不大于25W，焊接时间要短。 调试中应注意的问题：输出端高低电平的范围，输出端与地及电源之间的短接要避免。,解：,OC 门输出端需外接上拉电阻,RC,5.1k,Y = 1,Y = 0,R
6、I RON ，相应输入端为高电平。,510,RI ROFF ，相应输入端为低电平。,2.3 CMOS集成门电路,1、CMOS非门,（1）uA0V时，TN截止，TP导通。输出电压uYVDD10V。 （2）uA10V时，TN导通，TP截止。输出电压uY0V。,2、CMOS与非门、或非门、与门、或门、与或非门和异或门,CMOS与非门,A、B当中有一个或全为低电平时，TN1、TN2中有一个或全部截止，TP1、TP2中有一个或全部导通，输出Y为高电平。,只有当输入A、B全为高电平时，TN1和TN2才会都导通，TP1和TP2才会都截止，输出Y才会为低电平。,CMOS或非门,只要输入A、B当中有一个或全为高
7、电平，TP1、TP2中有一个或全部截止，TN1、TN2中有一个或全部导通，输出Y为低电平。,只有当A、B全为低电平时，TP1和TP2才会都导通，TN1和TN2才会都截止，输出Y才会为高电平。,与门,或门,CMOS与或非门,CMOS异或门,3、CMOS OD门、TSL门及传输门,CMOS OD门,CMOS TSL门,CMOS 传输门,C0、 ，即C端为低电平（0V）、 端为高电平（VDD）时， TN和TP都不具备开启条件而截止，输入和输出之间相当于开关断开一样。 C1、 ，即C端为高电平（VDD）、 端为低电平（0V）时，TN和TP都具备了导通条件，输入和输出之间相当于开关接通一样，uoui。,
8、P87 3.15，3.21,CMOS电路的优点,（1）CMOS带负载的能力比TTL电路强，扇出系数大 （2）CMOS电路的电源电压允许范围较大，约在318V，抗干扰能力比TTL电路强。 （3）CMOS电路的功耗比TTL电路小得多。门电路的功耗只有几个W，中规模集成电路的功耗也不会超过100W。 （4）CMOS集成电路的集成度比TTL电路高。,CMOS电路的工作速度比TTL电路的低。,CMOS电路的缺点,三、CMOS集成逻辑门电路的使用注意事项,1、电源电压：电源极性不能接反；注意电源电压的最大值不能超过；工作时应先接通直流电源，再接通信号，不工作时先关信号源，再关直流电源。 2、闲置输入端的处
9、理：闲置输入端不允许悬空；与门、与非门和或门、或非门的闲置端的处理；工作速度较高时，输入端不允许并联使用（增大了输入电容）。 3、输出端的连接：输出端不能直接与地或电源相连；为提高驱动能力，可将同一集成片上的相同门的输入端、输出端并联使用；输出端接有大电容时，在输出端与电容之间可串联一个电阻，以限制电容的充、放电电流。,2.3.3 TTL门电路与CMOS门电路的连接,一、TTL电路驱动CMOS电路工作电源电压不同；高、低电平标准不同。,电平标准不同,电源电压不同,电平转换器解决电平匹配问题,TTL电路输出的高电平UOH 2.7V,CMOS的输入高电平UOH 3.5V,二、CMOS电路驱动TTL
10、电路,电源电压相同，可采用多个CMOS门并联获得足够的TTL电路输入低电平电流。,利用CMOS驱动器获得所需电流。,高速CMOS电路与TTL电路工作电源电压相同时，可直接相连使用。,三、外接负载,驱动发光二极管,驱动低压继电器，二极管用以消除过电压。,驱动大电流负载,四、用与非门构成与门、或门和非门,与非门构成与门,与非门构成或门,与非门构成非门,五、用或非门构成与门、或门和非门,用或非门构成与门,用或非门构成或门,用或非门构成非门,使用集成电路时的注意事项,（1）对于各种集成电路，使用时一定要在推荐的工作条件范围内，否则将导致性能下降或损坏器件。,（2）数字集成电路中多余的输入端在不改变逻辑
11、关系的前提下可以并联起来使用，也可根据逻辑关系的要求接地或接高电平。TTL电路多余的输入端悬空表示输入为高电平； 但CMOS电路，多余的输入端不允许悬空，否则电路将不能正常工作。,（3）TTL电路和CMOS电路之间一般不能直接连接，而需利用接口电路进行电平转换或电流变换才可进行连接，使前级器件的输出电平及电流满足后级器件对输入电平及电流的要求，并不得对器件造成损害。,利用半导体器件的开关特性，可以构成与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等各种逻辑门电路，也可以构成在电路结构和特性两方面都别具特色的三态门、OC门、OD门和传输门。随着集成电路技术的飞速发展，分立元件的数字电路已被集成电路所取代。TTL电路的优点是开关速度较高，抗干扰能力较强，带负载的能力也比较强，缺点是功耗较大。CMOS电路具有制造工艺简单、功耗小、输入阻抗高、集成度高、电源电压范围宽等优点，其主要缺点是工作速度稍低，但随着集成工艺的不断改进，CMOS电路的工作速度已有了大幅度的提高。,本章小结,作业： P48 2.87 2.89 2.91（a）(c) 2.92（a）(d),
