書名：數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用作者：劉淑英ISBN：978-7-111-21488-5出版社：機(jī)械工業(yè)出版社本書配有電子課件教材詳情：請點(diǎn)擊查閱機(jī)械工業(yè)出版社教材服務(wù)網(wǎng)數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件第二章邏輯門電路數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件目標(biāo)在這一章里，你將學(xué)習(xí)：2.1概述2.2半導(dǎo)體分立器件的開關(guān)特性2.3邏輯門電路2.4TTL集成邏輯門電路2.5CMOS集成邏輯門電路2.6不同類型門電路的接口問題2.7邏輯門電路的應(yīng)用數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件第二章邏輯門電路

內(nèi)容提要本章主要介紹邏輯電路的基本邏輯關(guān)系和邏輯門電路；TTL與非門的典型電路結(jié)構(gòu)、工作原理、傳輸特性和主要參數(shù)；CMOS集成邏輯門電路。數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件2．1概述1．正邏輯和負(fù)邏輯

在邏輯電路中，輸入輸出電位的高低用電平表示，高電平是一種狀態(tài)，低電平是另一種狀態(tài)；若高電平表示有信號，用1表示，低電平表示沒有信號，用0表示，則稱為正邏輯；反之若低電平表示有信號，用1表示，高電平表示沒有信號，用0表示，則稱為負(fù)邏輯。2．標(biāo)準(zhǔn)高電平和標(biāo)準(zhǔn)低電平

在數(shù)字電路中，高電平或低電平都是表示一定的電壓范圍，而不是一個固定不變的數(shù)值。將高電平的下限值稱為標(biāo)準(zhǔn)高電平，用USH表示，低電平的上限值稱為標(biāo)準(zhǔn)低電平，用USL表示；在實(shí)際電路中應(yīng)滿足高電平UH≥USH，低電平UL≤USL。數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件2．2半導(dǎo)體分立器件的開關(guān)特性2.2.1二極管的開關(guān)特性2.2.2晶體管的開關(guān)特性2.2.3ＭＯＳ管的開關(guān)特性

在數(shù)字電路中，二極管大多工作在開關(guān)狀態(tài)。由于二極管具有單向?qū)щ娞匦?，因此，在?shù)字電路中它可以作為一個電子開關(guān)使用。數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件2.2.1二極管的開關(guān)特性1．二極管的靜態(tài)開關(guān)特性二極管的靜態(tài)開關(guān)特性是指二極管在正向直流電壓或反向直流電壓作用下穩(wěn)定導(dǎo)通或截止時呈現(xiàn)特性。

圖2-1二極管的開關(guān)電路數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件2.二極管的動態(tài)開關(guān)特性

二極管的動態(tài)開關(guān)特性是指信號電壓突然變化時，二極管從一種工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一工作狀態(tài)時的轉(zhuǎn)換特性。轉(zhuǎn)換過程有兩種，即從導(dǎo)通到截止和從截止到導(dǎo)通，圖2-2所示為二極管的動態(tài)開關(guān)特性。

數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件圖2-2二極管的動態(tài)開關(guān)特性由此可見，反向恢復(fù)時間是影響二極管開關(guān)速度的主要原因，反向恢復(fù)時間越長，開關(guān)速度越低。數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件2.2.2晶體管的開關(guān)特性1．晶體管的靜態(tài)開關(guān)特性

晶體管的輸出特性曲線有三個區(qū)域——放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)。在數(shù)字電路中，晶體管主要工作在飽和區(qū)和截止區(qū)，并在截至區(qū)和飽和區(qū)之間通過放大區(qū)進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換，晶體管的這種工作狀態(tài)稱為開關(guān)工作狀態(tài)。

圖2-3晶體管的開關(guān)工作狀態(tài)

數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用高職高專ppt課件2．晶體管的動態(tài)開關(guān)特性與二極管相似，晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)時，其內(nèi)部電荷的存儲與消散都需要一定的時間，因此集電極電流的變化總是滯后于輸入電壓ui

的變化，所以晶體管由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)或由飽和狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)都需要一定的時間。如圖2-4所示。

圖2-4晶體管的開關(guān)時間2.2.3ＭＯＳ管的開關(guān)特性1．ＭＯＳ管的開關(guān)作用

ＭＯＳ管金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的簡稱，和晶體管一樣可以當(dāng)作開關(guān)使用。

圖2-5MOS管開關(guān)電路2．ＭＯＳ管的開關(guān)時間

雙極型晶體管由于飽和時有存儲電荷存在，所以其開關(guān)時間較長。而MOS管因?yàn)橹挥幸环N載流子參與導(dǎo)電，不存在存儲電荷，因此不存在存儲時間，因而它的開關(guān)時間較小。用PMOS管也可以構(gòu)成開關(guān)電路，不同的是PMOS管的開啟電壓為負(fù)值。

2.3邏輯門電路2.3.1二極管門電路2.3.2晶體管門電路2.3.3組合邏輯門電路

在邏輯代數(shù)中最基本的邏輯關(guān)系有三種,即“與”、“或”、“非”，實(shí)現(xiàn)上述邏輯關(guān)系的電路叫邏輯門電路，簡稱門電路.2.慰3.固1二極雄管門挎電路1.二極裝管與女門電寺路圖2-6二極管與門電路與門爽電路脆的輸陳入和匆輸出嘗波形朋如圖2-猶7所示.圖2-7與門電路工作波形

2.二極訂管或睡門電斷路圖2-8二極管或門電路或門公電路社的輸樂入和忙輸出僵波形梯如圖2-雅9所示.圖2-9或門電路工作波形2.魯3.監(jiān)2晶體鎖管門熟電路圖2-災(zāi)10晶體熟管非刻門電伍路a）電塑路b）邏泡輯符姜號晶體飽管非凍門電兵路2.沒3.卸3組合栗邏輯估門電安路1.復(fù)合華門(1還)與非率門與非昂門是灑與門只和非悄門的想組合寺，其戴邏輯漲符號立如圖2-交11封a所示赤，邏沉輯表趙達(dá)式萄為(2寺)或非祥門或非蹄門是社或門撥和非努門的寬組合影，其鹽邏輯載符號穿如圖2-法11芳b所示終，邏贈輯表卷達(dá)式備為(3修)與或獨(dú)非門與或革非門猛是與古門、棚或門還、非擊門的鬧組合任，其設(shè)邏輯衡符號洗如圖2-扎11陡c所示扭，其列邏輯寒表達(dá)希式為(4訂)異或繼門異或過門電額路的趁特點(diǎn)腔是兩沈個輸類入信民號相初同時筒，輸執(zhí)出為0，相談異時李輸出恐為1，其喊邏輯唐符號納如圖2-棍11恭d所示科，邏念輯關(guān)類系表雹達(dá)式開為圖2-11復(fù)合門邏輯符號2.正邏圣輯和持負(fù)邏掉輯的鞠相互谷轉(zhuǎn)換對同撈一電假路，穗可以半采用販正邏籃輯，堪也可喊以采講用負(fù)器邏輯負(fù)，而象邏輯江電路曾本身槐輸出夠與輸攪入的趙邏輯際關(guān)系舊，并吃不因尤為采敢用正漢、負(fù)胖邏輯寶的不共同而讓改變買。但箏是對殲同一票種電碼路，案用正對、負(fù)伴邏輯應(yīng)去分扭析,它的弟邏輯益功能水截然換不同譯，當(dāng)廟然邏脆輯真逗值表津也不吧同。正負(fù)故邏輯樸符號扛如表2-嗽6所示證。表2-碌6正、許負(fù)邏篩輯符毒號門電路正邏輯符號負(fù)邏輯符號與門或門非門與非門或非門2.柄4框TT登L集成強(qiáng)邏輯瘋門電腰路2.姻4.跡1蜓TT筐L與非傍門的江工作缺原理2.君4.介2望TT依L與非箱門的繡外特雨性及填有關(guān)例參數(shù)2.鐵4.法3其他戚類型馳的TT篇L邏輯累門電腰路2.趙4.贈4吊TT刪L系列澡數(shù)字天集成探電路定簡介2.番4.遼5錯TT拜L門電勉路使留用中蔽應(yīng)注哈意的鍛問題TT上L邏輯倉門電陪路是杰晶體毒管—晶體青管邏場輯門挎電路膨的簡況稱，叼它的樹輸入鞋級和罩輸出纏級均斥采用饑晶體敗管。2.燒4.怪1本TT廢L與非指門的映工作聰原理1.電路勻組成圖2-16TTL集成與非門電路圖及邏輯符號

2．工訴作原挨理當(dāng)輸磚入全傾為高松電平崗時，須輸出愈為低輔電平惠；當(dāng)券輸入吵端至丘少有益一個懼為低畫電平督時，廁輸出妻為高棋電平單。由使此可患見，鴿電路絲式的輸刮出與菜輸入振之間差滿足役與非明邏輯坦關(guān)系驅(qū)，即2.憑4.凱2拋TT偏L與非悲門的外外特樹性及編有關(guān)開參數(shù)1．電足壓傳知輸特車性TT另L與非條門電晌壓傳把輸特躬性是燈表示勵輸出船電壓劉隨罷輸入浮電壓變化參的一構(gòu)條曲蛋線，恒電壓猾傳輸罷特性法曲線頂大致查分為枕四段蠢，如推圖2-滑18：圖2-18TTL與非門的電壓傳輸特性2．主割要參災(zāi)數(shù)⑴吉輸出腿高電揪平和輸芬出低躍電平⑵閾值寶電壓⑶跟關(guān)門慣電平和開僚門電皇平⑷豪噪聲孕容限、⑸拉輸入袋短路石電流⑹崗輸入奴漏電妥流⑺蘇扇出亮系數(shù)⑻鴿平均坡延遲灘時間2.章4.夕3其他閣類型攻的TT纏L邏輯塔門電店路1．集廁電極就開路役與非狂門（OC門）將普往通TT發(fā)L與非便門的稀輸出理級改澆為集道電極魚開路么的晶視體管裂結(jié)構(gòu)踏，稱逼為集哭電極馬開路戒門電比路，游簡稱OC門(O沉pe史n沙Co鹽ll防ec恰to倚r)。圖2-20OC門電路

2．三濾態(tài)輸部出門架（TS葬L門）三態(tài)泊門，是奔指邏乓輯門姨的輸杠出除衣有高距、低調(diào)電平蜂兩種寸狀態(tài)狗外，恒還有偶第三口種狀恩態(tài)——高阻婦狀態(tài)漏（或傍稱禁梁止?fàn)畲顟B(tài)）傾的門曲電路誕，簡沃稱TS則L(協(xié)Tr耀is繡ta內(nèi)te散L皇og蝴ic敬)門。圖2-23三態(tài)門

2.博4.演4TT摟L系列冠數(shù)字剩集成首電路具簡介在我諷國TT性L數(shù)字備集成瓦電路普分為CT毅54系列掌和CT碰74系列劍，兩挺個系期列具蜂有完叼全相趁同的做電路孩結(jié)構(gòu)起和電貓氣性子能參破數(shù)，拆所不美同的碗是54系列雙工作縣溫度-5明5～12邁5℃，為幻玉軍用穴品；74系列莫工作孕溫度發(fā)在0～70廉℃，為耳民用鄭品。2.遮4.倉5桃TT濃L門電喜路使教用中弄應(yīng)注朱意的黨問題在使扇用TT另L集成敲門電愈路時愚，應(yīng)婚注意全以下旺事項(xiàng)返：1．電趨源電雷壓壘應(yīng)賀滿足濱在標(biāo)炸準(zhǔn)值5（1±千10培%）V的范綁圍內(nèi)旦。飾2．TT倦L電路屋的輸駁出端幻玉所接倒負(fù)載笑，不刑能超浴過規(guī)繩定的幅扇出越系數(shù)禿。3．具抗有推址拉式宰輸出憤結(jié)構(gòu)跌的TT先L門電挺路，茂不允筐許直醬接并蛋聯(lián)使棟用，狐三態(tài)串門的吵輸出超端可逮以并粗聯(lián)使丟用，隆但同造一時鑒刻只慰能有鋒一個馬門工憶作，冤其余愧處于則高阻糞態(tài)；角集電希極開切路門卻輸出鉗端可蹄并聯(lián)嬌使用附，但侮公共早輸出喜端必莖須通五過負(fù)塞載電牛阻RL與電扁源相愿接。4．TT咬L門多儲余輸場入端帽的處棋理方蒼法2.粱5魄CM規(guī)OS集成涂邏輯沾門電需路2.舊5.眼1仇CM未OS反相慮器2.冷5.音2其他延類型議的CM時OS邏輯泉門電美路2.夫5.禿3丹CM讓OS系列松數(shù)字?jǐn)偧蓪匐娐肪酆喗?.星5.孔4回CM嬸OS門電童路特船性及饑使用氧常識目前鍵集成鳴邏輯臥門電喂路有坊兩大祝類，跟一類怪是前吹面介督紹的TT收L門電忌路，圍另一意類為CM吩O(shè)S集成扣邏輯灶門電窩路，讀它是架由增洽強(qiáng)型PM鵲OS管和撤增強(qiáng)油型NM旬OS管組夠成的角互補(bǔ)亞對稱MO表S門電笛路。2.腹5.而1憤CM創(chuàng)OS反相惕器1．電檔路結(jié)含構(gòu)2.工作憤原理本電搞路具社有反蟻相器馬功能賀，故解稱為槳非門且，其訴邏輯駱表達(dá)蝦式為圖2-35CMOS反相器2.便5.級2其他辜類型隆的CM廊OS邏輯分門電昨路1.與非慰門它是凍由兩謝個串塵聯(lián)的餅增強(qiáng)令型NM影OS管和訴兩個景并聯(lián)睬的增業(yè)強(qiáng)型PM芒OS管組容成。電路凍的邏雄輯關(guān)睜系表荷達(dá)式蔽為圖2-36CMOS與非門

2.或非敘門它是妥由兩能個并鞋聯(lián)的紀(jì)增強(qiáng)烈型NM瓶OS管和軋兩個泥串聯(lián)腸的增越強(qiáng)型PM童OS管組住成。電路趣的邏朵輯關(guān)摔系表呆達(dá)式搬為圖2-37

CMOS或非門

3.秩C細(xì)MO起S傳輸守門CM頑OS傳輸挽門是職一種刃傳送神信號詠的可目控開墾關(guān)，籌它是拳由兩遵個參盆數(shù)對拔稱的NM德OS管和PM榮OS管并忍聯(lián)而現(xiàn)成。圖2-38CMOS傳輸門2.伍5.繳3CO雷MS系列顫數(shù)字找集成郊電路最簡介CM擦OS集成啟電路典系列桌主要搏有CC頸40伸00系列漏和CC薄54返/7守4H龍C系列融，40奇00系列襯由于商具有釘功耗煌低，誦噪聲悉容限肚大等臘特點(diǎn)粉，已望得到齡廣泛甚應(yīng)用但，但稻工作來速度休較慢坑；CC互54堤/7帆4H披C系列湯具有眼較高假的工帶作速春度和鏡驅(qū)動止能力查。2.賤5.猾4監(jiān)CM蠶OS門電掃路特牽性及統(tǒng)使用康常識TT聰L電路作的使論用注咽意事喂項(xiàng)，鄉(xiāng)豐一般烤對CM抽OS電路財也適池用。臭但因CM腎OS電路鑼容易箏產(chǎn)生喇柵極蹤蝶擊穿涂問題披，所乞以要訪特別湖注意捎以下餓幾點(diǎn)得：（1）避島免靜看電損桃壞（2）多技余輸附入端責(zé)的處禿理方改法（3）并碌聯(lián)使敞用2.紙6不同揮類型窄門電棒路的惕接口孩問題1.唉T消TL電路輩驅(qū)動CM錢OS電路圖2-39TTL-CMOS電路的接口2．CM耕OS電路窯驅(qū)動TT飾L電路圖2-40CMOS-TTL電路的接口

2.彈7邏輯蠅門電榮路的殿應(yīng)用邏輯趁門電逢路是絡(luò)數(shù)字畜電路燙的基炕本單跪元電飾路，纖應(yīng)用延單元織電路緞可以舊組成然較復(fù)覺雜的那邏輯妖控制珍電路汁，在伴生產(chǎn)半和生唱活中槳有著孕廣泛桃的應(yīng)牲用。本章詳小結(jié)1.在數(shù)倆字電瞞路中主，最報基本繡的邏賞輯關(guān)抹系有線與、貪或、懲非三頭種，騾對應(yīng)廉有與啊門、黨或門島和非百門三敏種基爹本邏掏輯門顧電路擾，利員用二錢極管看的開編關(guān)特盒性可院以構(gòu)萍成二崇極管現(xiàn)與門海和或武門，鳳利用侵晶體秒管的囑開關(guān)察特性抵可構(gòu)航成非隊(duì)門。球常用客的復(fù)們合邏攪輯門尊電路雕有與柜非門既、或副非門丈、與袍或非速門和暢異或怖門等弟。2.目前避廣