最好数子电路课件第3章.pptVIP

数制转换 设TP：|VTP|=2V， TN：VTN=2V vI 的变化范围为－5V到+5V。 vGSN VTN，TN截止 vGSP=5V ? (? 5V～ +5V) =(10 ～0)V 开关断开，不能转送信号 vGSN=?5V? ( ?5V～+5V) =(0 ～ ? 10)V vGSP0，TP截止 1). 当C=0， C =1时 令：0 = －5V， 1 = +5V 3.1.7 CMOS传输门(双向模拟开关) 2、CMOS传输门电路的工作原理 +5V ?5V C ?5V +5V 3.1 MOS逻辑门 2). 当C=1， C =0时 3.1.7 CMOS传输门(双向模拟开关) 2、CMOS传输门电路的工作原理 +5V ?5V 可以证明，只要 vI 变化范围在－5V到+5V之间，无论何种情况，总有一管导通，相当于开关闭合。 C +5V ?5V vO= vI 需要说明的是，采用传输门作开关使用时，输入端可以是模拟电压，但其值必须在控制信号的高、低电平之间。 3.1 MOS逻辑门 3.1.7 CMOS传输门(双向模拟开关) 3. 传输门的应用 传输门组成的数据选择器如图所示。 C=0，C1=1，C1=0， C2=0 ， C2=1 TG1导通，TG2断开，L=X C=1，C1=0，C1=1， C2=1 ， C2=0 TG1断开，TG2导通，L=Y 这是一个2选1的数据选择器 C=0， L=X C=1， L=Y TG1 TG2 C2 0 1 C2 C1 C1 X 1 0 Y 3.1 MOS逻辑门 3.2 TTL逻辑门 3.2.1 BJT的开关特性 1. BJT的开关作用（BJT指双极结型晶体管） 当vI=0V，或者vI=5V，BJT相当于一个开关。 vI=0V，iB=0 ，iC≈0 ， vO= vCE≈VCC，c、e极之间近似于开路, vI=5V， iCβiB， vO= vCE =VCES ≈0.2V，c、e极之间近似于短路。 c e 基本的BJT反相器 3.2.1 BJT的开关特性 2. BJT的开关时间 BJT饱和与截止两种状态的相互转换需要一定的时间才能完成。 ⑴开通时间ton 三极管从截止到饱和所需时间。 记为ton ton = td +tr td ：延迟时间　　 tr ：上升时间 ⑵关闭时间toff 三极管从饱和到截止所需时间。 记为toff 　toff = ts +tf ts ：存储时间 tf ：下降时间 开关时间一般为纳秒(10-9)数量级。 3.2 TTL逻辑门 3.2.2基本BJT反相器的动态性能 BJT反相器的动态性能 当基本BJT反相器带电容负载CL时，CL充、放电过程均需经历一定的时间，必然会增加输出电压 vO 波形的上升时间和下降时间，导致其开关速度不高。 电阻RC考虑： ①. 输出=“1”时，BJT截止，希望RC小，充电时间短，开关速度高； ②. 输出=“0”时，BJT导通，希望RC大，低电平更低，功耗小。 于是采用BJT管取代RC，希望RC小时BJT管导通；希望RC大时BJT管截止，由此设计出实用型TTL门电路。 3.2 TTL逻辑门 T3、D、T4和Rc4构成推拉式输出级。用于提高开关速度和带负载能力 中间级，T2和Rc2、Re2组成，从T2的集电极和发射极输出作为T3和T4输出级的驱动信号； 输入级 中间级 输出级 输入级，T1和Rb1组成。用于提高电路开关速度 3.2.3 TTL反相器的基本电路 1. 电路组成 取代RC 3.2 TTL逻辑门 3.2.3 TTL反相器的基本电路 2. TTL反相器的工作原理 (1).输入为低电平(vI = 0.2 V ) 此种情况，UB1=0.9V 为使T1集电结及T2和T3发射结同时充分导通，UB1应等于2.1V。 UB1=UBC1+UBE2+UBE3 UB1=0.9V，T2和T3必然截止。 0.2 V 0.9 V 因此有：UC2=VCC－URC2≈5V。UC2使T4正向导通状态。 T3截止，T4导通， vO =UOH=UC2－UBE4－UD =5－0.7－0.7=3.6V。 此值未计入 Rc2上的压降，所以实际的UOH小于3.6V。 IC2≈0，Rc2的电流也很小，因而Rc2上电压很小。 3.6 V 3.2 TTL逻辑门 3.2.3 TTL反相器的基本电路 2. TTL反相器的工作原理 (2).输入为高电平(vI = 3.6 V ) 此种情况，UB1=2.1V 因为T1集电结及T2、T3发射结会同时导通，把UB1钳在2.1V，UB1=UBC1+UBE2+UBE3=2.1V。 此时T1处于倒置放大状态，而T2和T3处于饱和状态。 3.