教案.第六讲 常用CMOS逻辑门电路及74LS系列TTL逻辑门电路

上一讲内容回顾：

CMOS 反相器结构和工作原理

+V DD

B 1

G 1

D 1

S 1

u A

u Y

T N

T P

B 2

D 2S 2G 2

V

SS

+-u

GSN

u +-GSP

A

Y 0V

+V DD u A

u GSN

|u GSP |T N

T P

u Y 0V

|U th(P)|截止导通

V DD V DD >U th(N)<|U th(P)|导通截止

0V

设U th(N)=2V ，U th(P)=-2V ，V DD =5V 。

T R ONP

u Y +V DD V DD S

N T P T R ONN

u Y +V DD 0V S

N T P

A

Y

导通导通

截止

截止u A =0V 时

u A =V DD 时

电压传输特性和电流传输特性

i D ++V DD

B 1

G 1

D 1

S 1

u I

-

u O

T N

T P

B 2

D 2S 2G 2

V SS

A B

C

D

E F

U th(N)

V DD

U TH

U th(P)

U NL

U NH

u O / V

u I / V

D A B

C E F

i D /mA

u I / V

U TH

电压传输特性

电流传输特性

1. 常用逻辑功能的CMOS 门电路 （一）CMOS 逻辑与非和或非门电路 ①与非门

A B T N1T P1T N2T P2

Y 0 0

0 11 01 1截通截通通通通

截截通截截截截通通1110与非门u A

+V DD +10V

V

SS

T P1T N1

T P2T N2

A B Y u B

u Y

0101AB Y =A

B Y

②或非门

或非门B A Y +=u A

+V DD +10V V SS T P1T N1T N2T P2A

B

Y

u B u Y

A B T N1T P1T N2T P2

Y 0 00 11 01 1截通截通通通通截截通截截截截通通1000A

B

Y （二）CMOS 漏极开路输出门电路（OD 门） 为什么需要OD 门能否将普通2个及以上的CMOS 门电路的输出直接连在一起，进而实现“线与”！ 21Y Y Y =A B Y

C D

Y 1Y 2是否可以如此连接与应用10产生

一个很大的电

流 漏极开路输出CMOS 门电路（OD 门）

A

B Y AB Y =V R L V DD2DD1

A B

V SS

用途：输出缓冲/驱动器；输出电平的变换；满足大功率负载

电流的需要；实现线与逻辑。

应用举例

“线与”连接方法

R L

V DD G 1A B Y 2G 2

C

D Y 1Y A B

Y C D R L V DD Y 2Y 1G 1G 2

“线与”逻辑符号

21Y Y Y ⋅=AB Y =1CD Y =2CD AB CD AB Y +=⋅= R L 的选择 m '个V DD V IH

V IL

V IL

R L

(max)L IH OH OH DD L R mI nI V V R =+-≤I OH

I IH

n 个

OH L IH OH DD V R mI nI V ≥+-)(V OH

V DD V IL V IL V IL R L m 个m 、m'是负载门电路分别为高、低电平时，负载门输入端进或

出电流的数目。负载门为CMOS 门电路情况下，m 和m '相等。

V OL

I OL I IL (max)/)(OL IL L OL DD I I m R V V ≤'+-(min)

(max)|

|L IL OL OL

DD L R I m I V V R ='--≥ （三）CMOS 传输门和双向模拟开关及CMOS 异或门

TG C C u o /u i

u i /u o

C

C

u i /u o u o /u i

V DD 时，传输门导通。01==C C ，时，传输门截止。10==C C ，

传输门的一个用途可作模拟开关，用来传输连续变化的模拟电

压信号。

TG C

u i /u o u o /u i SW u o /u i u i /u o C SW

u o u i C R L C =1时开关接通；C =0时开关截止。 利用CMOS 传输门和CMOS 反相器可以组合成各种复杂的逻辑