第三章 逻辑门电路的一般特性(1)2015 [兼容模式] (1)
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第三章逻辑门电路
u逻辑门电路的一般特性
u半导体二极管及其基本电路(模拟第三章)
u半导体三极管BJT(模拟4.1)
u MOS管(模拟5.1)
u
基本逻辑门电路
u MOS逻辑门电路
u TTL逻辑门电路
u正负逻辑的概念
u逻辑门电路使用中的几个实际问题
本章的重点:一般特性;各种器件及门电路的外部特性。
内部工作原理作为了解内容。
条输入信号满足一定条件时,门开启,
开门状态:一、什么是门电路?——用来实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。(门电路是数字电路最为基本的逻辑单元)
§3.1逻辑门电路的一般特性
件开关
允许信号通过。
关门状态:输入信号条件不满足,门关闭,
信号通不过。
与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等。
门
因此门电路的输出和输入之间存在着一定的逻辑关系。不同的门电路,输出与输入之间的逻辑关系也不同,如:
二、数字集成电路的分类 1.按工艺结构区分:
•54/74系列•54H/74H 系列•54LS/74LS 系列TTL 电路逻辑门电路的一般特性
•54AS/74AS 系列•54ALS/74ALS 系列IIL 电路ECL 电路HTL 电路CMOS 电路NMOS 电路PMOS 电路
BiMOS 型
MOS 型双极型
•54HC/74HC 系列•54HCT/74HCT 系列•4000系列
•54LVC/74LVC 系列
•54VHC/74VHC 系列
各种系列逻辑门:
1)74TTL / 54TTL 标准TTL 2)74HTTL / 54HTTL 高速TTL 3)74STTL / 54STTL 肖特基TTL 4)74LSTTL / 54LSTTL 低功耗肖特基
TTL
10mW/ 10ns 22mW/ 6ns 19mW/ 3ns 2mW/ 9.5ns
5)74ALSTTL / 54ALSTTL 先进低功耗肖特基TTL 6)74ASTTL / 54ASTTL 先进肖特基TTL 7)74FTTL / 54FTTL 快速TTL 1mW/ 3.5ns 8mW/ 3ns 4mW/ 3.4ns
8)CC4××××
标准CMOS
9)74HC / 54HC 高速CMOS
10)74HCT / 54HCT 与TTL 逻辑电平兼容的HC
小规模中规模2.按集成度区分:
--(SSI-Small Scale Integration),每片组件
内包含10-100个元件(或10-20个等效门)。逻辑门
触发器
编码器、译码器、数据选择器、加法器、
计数器、移位寄存器
逻辑门电路的一般特性
超大规模大规模--(MSI-Medium Scale Integration),每片组件内含100-1000个元件(或20-100个等效门)。--(LSI-Large Scale Integration),每片组件内
含1000-100 000个元件(或100-1000个等效门)。--(VLSI-Very Large Scale Integration),内
含100 000个元件(或1000个以上等效门)。
只读存储器、随机存取存
储器、微处理器、专用数
字信号处理器
3.按数字系统设计方法分:
(1)通用型中规模(MSI ),小规模(SSI )集成逻辑件。(2)微处理器产品,如微处理器、单片机、通用和专用数
字信号处理器等。
逻辑门电路的一般特性
(3)专用集成电路ASIC
全定制
半定制PLD
PROM PLA PAL GAL CPLD FPGA
三、集成门电路的一般特性
1、电源电压是多少?
2、输入和输出的高、低电平对应的电压范围是多少?
逻辑门电路的一般特性
3、抗干扰能力如何?--噪声容限
4、工作速度快不快?--传输延迟时间
5、功耗大不大?
6、带负载能力是否强?--扇入数和扇出数
附录A
1、电源电压:
TTL: (1±5%)×5V;
CMOS : (3~18)V
2、输入和输出的高、低电平:
TTL 高电平
低电平
2.4V~5V ,典型值:
3.6V
0V~0.4V ,典型值:0.3V
逻辑门电路的一般特性
CMOS
74HC: ≥0.7V DD
74HC: ≤0.3V DD
数据手册一般给出四种逻辑电平参数:输入高电平的下限值:V IH(min)输入低电平的上限值:V IL(max)输出高电平的下限值:V OH(min)低电平的上限值:V OL(max)
V I Lmax
V OHmin V IHmin V OLmax
输入
输出
附录A
V OHmin
3、噪声容限:(定量说明集成电路抗干扰能力的参数)
在数字电路中,即使有噪声电压叠加在输入信号的高、低电平上,只要噪声电压的幅度不超过允许的界限,输出端的逻辑状态就不会受到影响,通常把这个不允许超过的界限叫做噪声容限。电路噪声容限越大,抗干扰能力越强。
(1)高电平噪声容限:
逻辑门电路的一般特性
V I Lmax
V IHmin V OLmax
输入
输出
V NH = V OHmin -V IHmin
V NH
V NL
(2)低电平噪声容限:
V NL = V ILmax -V OLmax