第二章--逻辑门电路基础(简介).ppt

第二章 逻辑门电路基础 作 业 2-2 2-3 2-5(1,2) 2-18 2-19(c,d,e) 本章主要内容 第一节 二极管、三极管的开关特性 第二节 二极管逻辑门电路 第三节 TTL逻辑门电路 第四节 射极耦合逻辑门电路 第五节 CMOS逻辑门电路 第六节 各种逻辑的门电路之间的接口问题 第一节 二极管、三极管的开关特性 一、二极管的开关特性 （一）二极管的静态开关特性 （二）二极管的动态开关特性 （三）二极管的近似直流等效电路 （一）二极管的静态开关特性 （二）二极管的动态开关特性 产生反向恢复过程的原因：电荷存储效应 反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。 2. 对输入信号vi的要求 输入信号vi的负半周的宽度应大于tre ，这样二极管才具有单向导电性。若小于，二极管还没有到达截止状态，就又必须随输入脉冲而导通，从而失去单向导电性。 输入信号vi的正半周的宽度要求比较低。 输入信号vi的频率不可太高，由tre时间决定。 二、双极型三极管的开关特性 （一）双极型三极管的静态开关特性 （二）双极型三极管的动态开关特性 （一）双极型三极管的静态开关特性 判断三极管工作状态的解题思路： （1）把三极管从电路中拿走，在此电路拓扑结构下求三极管 的发射结电压，若发射结反偏或零偏或小于死区电压值，则三 极管截止。若发射结正偏，则三极管可能处于放大状态或处于 饱和状态，需要进一步判断。进入步骤（2）。 （2）把三极管放入电路中，电路的拓扑结构回到从前。假设 三极管处于临界饱和状态（三极管既可以认为是处于饱和状态 也可以认为是处于放大状态，在放大区和饱和区的交界区域， 此时三极管既有饱和状态时的特征VCES =0.3V，又有放大状态 时的特征IC=?IB），求此时三极管的集电极临界饱和电流 ICS ，进而求出基极临界饱和电流IBS 。集电极临界饱和电流ICS 是三极管的集电极可能流过的最大电流。 （3）在原始电路拓扑结构基础上，求出三极管的基极支路中 实际流动的电流iB。 （4）比较iB和IBS的大小： 若iB IBS（或者 ? iB ICS），则三极管处于饱和状态。 若iB IBS（或者 ? iB ICS），则三极管处于放大状态。 （1）延迟时间td—— 从输入信号vi正跳变的 瞬间开 始，到集电极电流iC上升到0.1ICS所需的时间 （2）上升时间tr——集电极电流从0.1ICS上升到0.9ICS 所需的时间。 （3）存储时间ts——从输入信号vi下跳变的瞬间开 始，到集电极电流iC下降到0.9ICS所需的时间。 （4）下降时间tf——集电极电流从0.9ICS下降到0.1ICS 所需的时间。 对输入脉冲的要求 （5）开通时间ton = td + tr （6）关闭时间toff = ts + tf 以保证三极管能可靠进入饱和状态和截止状态 输入信号vi的正半周的宽度 ton 输入信号vi的负半周的宽度 toff 三、MOS管的开关特性 （一）MOS管的静态开关特性 第二节 二极管逻辑门电路 概念 高电平：电压在3.5V-5.0V，用H表示 低电平：电压在0V-1.5V，用L表示 正逻辑体制 负逻辑体制 二、正或门电路 三、非门电路 第三节 TTL逻辑门电路 第三节 TTL逻辑门电路 一、标准生产工艺的TTL非门的工作原理 （二）输入VI为低电平0.3V 时 （三）标准生产工艺的TTL非门的电路结构特点 2、采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电,提高开关速度和带负载能力。 （二）从电压传输特性曲线上可以得出的电路参数 1．输出高电平VOH（2.4V-5V之间，典型值为3.4V） 2．标准输出高电平VSH V OH（min） （2.4V） 3．输出低电平VOL（0V-0.4V之间，典型值为0.2V） 4．标准输出低电平VSL V OL（max） （0.4V） 5．输入高电平VIH （2V-5V之间） 6．输入高电平的下限 VIH（min） (开门电平VON ）（2V） 7．输入低电平VIL （0V-0.8V之间） 8．输入低电平的上限V IL（max）（关门电平VOFF）（0.8V） 9．噪声容限电压 （1）输入高电平噪声容限电压(最大允许负向干扰电压) （2）输入低电平噪声容限电压(最大允许正向干扰电压) 三、TTL非门输入特性和从其上可以得出的参数 四、TTL非门的输入负载特性和从其上可以得出的参数 五、TTL非门的输出负载特性和从其上可以得出的参数 （一）TTL非门的低电平输出负载特性 （三）扇出系数 一般NOL≠NOH，常取