分立元件逻辑门
电子课件电子技术基础第六版第六章门电路及组合逻辑电路可编辑全文
逻辑函数除可以用逻辑函数表达式（逻辑表达式）表示以 外，还可以用相应的真值表以及逻辑电路图来表示。真值表 与前述基本逻辑关系的真值表类似，就是将各个变量取真值 （0 和 1）的各种可能组合列写出来，得到对应逻辑函数的真 值（0 或 1）。逻辑电路图（逻辑图）是指由基本逻辑门或复 合逻辑门等逻辑符号及它们之间的连线构成的图形。
TTL 集成“与非”门的外形和引脚排列 a）外形 bOS 集成门电路以绝缘栅场效应管为基本元件组成， MOS 场效应管有 PMOS 和NMOS 两类。CMOS 集成门电路 是由 PMOS 和 NMOS 组 成的互补对称型逻辑门电路。它具 有集成度更高、功耗更低、抗干扰能力更强、扇出系数更大 等优点。
三、其他类型集成门电路
1. 集电极开路与非门（OC 门） 在这种类型的电路内部，输出三极管的集电极是开路的， 故称集电极开路与非门，也称集电极开路门，简称 OC 门。
OC 门 a）逻辑符号 b）外接上拉电阻
74LS01 是一种常用的 OC 门，其外形和引脚排列如图所 示。
74LS01 的外形和引脚排列 a）外形 b）引脚排列
2. 主要参数 TTL 集成“与非”门的主要参数反映了电路的工作速度、抗 干扰能力和驱动能力等。
TTL 集成“与非”门的主要参数
TTL 集成“与非”门具有广泛的用途，利用它可以组成很多 不同逻辑功能的电路，其外形和引脚排列如图所示。如 TTL“ 异或”门就是在 TTL“与非”门的基础上适当地改动和组合而成 的；此外，后面讨论的编码器、译码器、触发器、计数器等 逻辑电路也都可以由它来组成。
分立元件门电路和集成电路的逻辑符号
分立元件门电路和集成电路的逻辑符号什么是分立元件门电路和集成电路分立元件门电路和集成电路是电子电路中常用的两种逻辑门实现技术。
逻辑门是数字电路的基本构建模块，用于处理二进制数字，实现逻辑运算等功能。
分立元件门电路是通过使用离散的电子元件来构建逻辑门，而集成电路则是将逻辑门的元件集成在一个芯片中。
分立元件门电路的逻辑符号分立元件门电路使用不同的逻辑符号来表示不同的逻辑门，常见的逻辑门包括与门、非门、或门、与非门、或非门、异或门等。
1.与门（AND Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
输入端上通常连接输入信号，而输出端上则输出根据输入信号进行逻辑与运算的结果。
与门的逻辑符号通常用字母”AND”表示。
2.非门（NOT Gate）的逻辑符号是一个带有一个输入端和一个输出端的图形。
非门将输入信号取反后输出，用于实现逻辑非运算。
非门的逻辑符号通常用字母”NOT”或”!“表示。
3.或门（OR Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
或门将输入信号进行逻辑或运算后输出结果。
或门的逻辑符号通常用字母”OR”表示。
4.与非门（NAND Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
与非门将输入信号进行逻辑与运算后取反输出，实现逻辑与非运算。
与非门的逻辑符号通常用字母”NAND”表示。
5.或非门（NOR Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
或非门将输入信号进行逻辑或运算后取反输出，实现逻辑或非运算。
或非门的逻辑符号通常用字母”NOR”表示。
6.异或门（XOR Gate）的逻辑符号是一个带有两个输入端和一个输出端的图形。
异或门实现异或运算，当输入信号相同时输出为低电平，当输入信号不同时输出为高电平。
异或门的逻辑符号通常用字母”XOR”表示。
集成电路的逻辑符号集成电路通过将逻辑门的元件集成在一个芯片中实现，它可以以一个整体的形式提供逻辑门的功能，简化了电路的布局和设计。
数字逻辑第3章 门电路
逻辑式：Y=A + B
逻辑符号： A 1
B
Y
电压关系表
uA uB uY
0V 0V 0V 0V 3V 2.3V 3V 0V 2.3V 3V 3V 2.3V
真值表
ABY
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
三、三极管非门
5V
利用二极管的压降为0.7V， 保证输入电压在1V以下时，
电路可靠地截止。
A(V) Y(V) <0.8 5 >2 0.2
II H &
II L &
… …
NOH
I OH (max) I IH
N MIN ( NOH , NOL )
NOL
IOL(max) I IL
六、CMOS漏极开路门（OD）门电路（Open Drain）
1 . 问题的提出
普通门电路
在工程实践中，往往需要将两个门的输出端 能否“线与”？
并联以实现“与”逻辑功能，称为“ 线与 。
输入 0 10% tr tf
tPHL
输出
tPLH
tr：上升时间
tf：下降时间 tw：脉冲宽度 tPHL：导通传输时间
tPLH：截止传输时间
平均传输延迟时间 （Propagation delay)
tpd= tpHL+ tpLH 2
5、功耗： 静态功耗：电路的输出没有状态转换时的功耗。 动态功耗：电路在输出发生状态转换时的功耗。
PMOS
NMOS
3、增强型MOSFET的开关特性
iD管可变子类型恒
VGS1 击开/关的条（件1）N沟道增强开型/M关O的S等FE效T电：路
数字电路第2章 门电路
2）输入负载特性 (ui R )
R1 3k b1 A B C T1 R2 750 R4 100
+5V
c1
T3
T2
3k
T4
R5 T5
F
ui
V
R
R3
360
R较小时 设：T2、T5 截止
A B C
R1 3k b1
+5V
R4
R2
c1
T1
T2
R5
T3
T4 F T5
R
ui
R3
R (5 U ) 4.3R ui be1 R1 R 3 R
I BS vcc vCES 5 0.3 mA 0.094mA βRc 50 1
V CC = +5V Rc iC 1kΩ vo c R b 10kΩ b β = 40 iB e
②vi=0.3V时，iB=0，三极管 工作在截止状态，ic=0。因 为ic=0，所以输出电压： vo=VCC=5V
IB 0
IC 0
VCE VCC
7
三极管的开关特性
+UCC 3V 0V RB RC uO T
+UCC
RC 3V
饱和时， VCE ≈ 0，C、 E极间电阻 很小 0V 截止时， IC ≈ 0，C、 E极间电阻 很大
C E
uO 0
相当于 开关闭合
ui
饱和 截止
+UCC RC
C E
uO UCC
避免！
0V 0
VL(max)
低电平
分立元件门电路和集成门电路:
分立元件门电路：用分立的元件和导线连 接起来构成的门电路。简单、经济、功耗低， 负载差。 集成门电路：把构成门电路的元器件和连 线都制作在一块半导体芯片上，再封装起来， 便构成了集成门电路。现在使用最多的是CMOS 和TTL集成门电路。
实验一分立元件(由二极管三极管组成的)逻辑门电路
实验一分立元件（由二极管三极管组成的）逻辑门电路一、实验目的1．熟悉并掌握由二极管、三极管组成的逻辑门电路。
2．掌握数字电路实验装置及示波器的使用方法。
二、实验仪器与器材1．数字电路实验装置2．双踪示波器三、预习要求1．复习二极管、三极管的开关特性。
2．了解双踪示波器的使用方法。
四、实验内容与步骤（一）二极管与门电路实验步骤：1、按图-1所示连接电路2、检查无误后，按表-1所列的真值表设置开关K、2K的状态，1开关闭合表示为“0”，开关断开或发光二极管亮表示为“1”，然后检测每次的输出端的状态填入表-1中，应符合逻辑关系式Y=AB。
（注：K=A，2K=B，Y代表发光二极管。
下同）13、根据真值表和逻辑关系式Y=AB，总结二极管与门电路的功能为“全高则高，有低则低”。
图-1 二极管与门电路表-1 真值表（二）二极管或门电路 实验步骤：1、按图-2所示连接电路。
2、检查无误后，按表-2所列的真值表设置开关1K 、2K 的状态，开关闭合表示为“1”，开关断开表示为“0”，发光二极管亮表示为“1”，然后检测每次的输出端的状态填入表-1中，应符合逻辑关系式Y=A+B 。
图-2 二极管或门电路 表-2 真值表3、根据真值表和逻辑关系式Y=A+B ，总结二极管或门电路的功能为“全低则低，有高则高”。
（三）三极管非门电路实验步骤：1、按图-3所示连接电路2、检查无误后，按表-3所列的真值表设置开关K 的状态，开关闭合表示为“1”， 开关断开表示为“0”，发光二极管亮表示为“1”，然后检测每次的输出端的状态填入表-3中，应符合逻辑关系式Y=A 。
3、根据真值表和逻辑关系式Y=A ，总结三极管非门电路的功能相当于反相器“是低则高，是高则低”。
（注：K=A ）图-3 三极管非门电路 表-3 真值表（四）三极管与非门电路实验步骤：1、按图-4所示连接电路2、检查无误后，按表-4所列的真值表设置开关1K 、2K 的状态，开关闭合表示为“0”，开关断开或发光二极管亮表示为“1”，然后检测每次的输出端的状态填入表-1中，应符合逻辑关系式Y=AB 。
12.04分立元件组成的基本门电路
4、三极管“非门”电路 三极管“非门”
(1)、电路和符号 R1 A R2 -VBB (2)、工作原理 (3)、 (3)、表达式和真值表 +VCC RC F A 1 F
真值表： 真值表：
F=A
A 0 1
F 1 0
5、“与非” 与非” 门
实际上，可以将二极管“ 实际上，可以将二极管“与”门和三极管“非”门 门和三极管“ 组合在一起而构成“与非” 组合在一起而构成“与非”门。 +12V +VCC DA A B C DB DC
A B C
≥1
F
2、工作原理
真值表： 真值表：
有高出高， 有高出高， 全低出低
A B C DA
-12V R F
ABC 000 001 010 011 100 101 110 111
F 0 1 1 1 1 1 1 1
DB DC
3、表达式和真值表
F=A+B+C
二：晶体管的开关作用
晶体管不仅具有放大作用， 晶体管不仅具有放大作用，而且还具有开关 作用。在数字电路中就是利用晶体管的开关作用。 作用。在数字电路中就是利用晶体管的开关作用。 如前所述，我们可以根据 如前所述，我们可以根据UCC和RC作出直流 负载线， 负载线，负载线与晶体管输出特性曲线的交点就 是静态工作点，工作点的位置由偏流I 确定。 是静态工作点，工作点的位置由偏流 B确定。由 于工作点的位置不同，晶体管有三种工作状态。 于工作点的位置不同，晶体管有三种工作状态。 一、放大状态 1、发射结正偏，集电结反偏 发射结正偏， UCE=UCC-RCIC成立 2、IC=βIB成立
数字电路在数字计算机数字控制数据采集和处理数数字电路在数字计算机数字控制数据采集和处理数字通讯等领域获得广泛应用
分立器件逻辑门电路PPT模板
uY=uA+ =uB+ =(0+0.7)V=0.7V ② uA=0V、uB=3V，看起来这两个二极管都应导通，因为它们的正极都通 过R0接到了+VCC。但是，由于uA、uB电平不同，当D1导通后，使uY=uA+ =(0+0.7)V=0.7V，导致 =uY-uB=(0.7-3)V=-2.3V，即二极管D2承受的是反向电压， 故截止。通常二极管导通之后，如果其负极电位不变，那么它的正极电位就 固定在比负极高0.7V的电位上，如果其正极电位不变，那么它的负极电位就 固定在比正极低0.7V的电位上，导通二极管的这种作用称为钳位。
① uA=uB=0V时，D1、D2均导通，uY=(0-0.7)V=-0.7V。 ② uA=0V、uB=3V时，D2导通，D1反向偏置截止，uY=(3-0.7)V=2.3V。 ③ uA=3V、uB=0V时，D1导通，D2反向偏置截止，uY=(3-0.7)V=2.3V。 ④ uA=uB=3V时，D1、D2均导通，uY=(3-0.7)V=2.3V。
2）设定变量、状态赋值、列真值表 ① 设定变量：用A、B、Y分别表示uA、uB、uY。 ② 状态赋值：用0表示低电平，用1表示高电平。 ③ 列真值表：根据设定的变量和状态赋值情况，由上表即可列出如下表所 示的与门的逻辑真值表。
与门的逻辑真值表 由上表可以看出输入信号A、B与输出信号Y之间的关系满足与逻辑关系， 即Y=AB，所以图6-1（a）所示电路确实实现了与的逻辑功能，是一个二极管与 门电路。
③ uA=3V、uB=0V，情况与②中是类似的，只不过此时导通的是D2，截止的 是D1而已。D2导通后就把uY钳位在0.7V，即
数字模拟电路---第三章 逻辑门电路(1)
路。
简称门电路。
5V一、TTL 与非门图3-1 典型TTL 与非门电路3.2 TTL 集成门电路•数字集成电路中应用最广的为TTL 电路（Transister-Transister-Logic 的缩写）•由若干晶体三极管、二极管和电阻组成，TTL 集成电路有54/74系列 ①输出高电平UOH 和输出低电平UOL 。
•输出高电平U OH：至少有一个输入端接低电平时的输出电平。
•输出低电平U OL：输入全为高电平时的输出电平。
• 电压传输特性的截止区的输出电压UOH=3.6V，饱和区的输出电压UOL=0.3V。
一般产品规定U OH≥2.4V、U OL＜0.4V时即为合格。
二、TTL与非门的特性参数③开门电平U ON 和关门电平U OFF 。
开门电平U ON 是保证输出电平达到额定低电平(0.3V )时，所允许输入高电平的最低值，表示使与非门开通的最小输入电平。
通常U ON =1.4V ，一般产品规定U ON ≤1.8V 。
关门电平U OFF 是保证输出电平为额定高电平(2.7V 左右)时，允许输入低电平的最大值，表示与非门关断所允许的最大输入电平。
通常U OFF ≈1V ，一般产品要求U OFF ≥0.8V 。
5). 扇入系数Ni和扇出系数N O 是指与非门的输入端数目。
扇入系数Ni是指与非门输出端连接同类门的个数。
反扇出系数NO映了与非门的带负载能力。
6）输入短路电流I IS 。
当与非门的一个输入端接地而其余输入端悬空时，流过接地输入端的电流称为输入短路电流。
7）8）平均功耗P 指在空载条件下工作时所消耗的电功率。
三、TTL门电路的改进 74LS系列 性能比较好的门电路应该是工作速度既快，功耗又小的门电路。
因此，通常用功耗和传输延迟时间的乘积(简称功耗—延迟积或pd积)来评价门电路性能的优劣。
74LS系列又称低功耗肖特基系列。
74LS系列是功耗延迟积较小的系列(一般t pd＜5 ns，功耗仅有2 mW) 并得到广泛应用。
什么是逻辑门电路逻辑门电路的注意事项
什么是逻辑门电路逻辑门电路的注意事项实现基本和常用逻辑运算的电子电路叫逻辑门电路。
那么你对逻辑门电路了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是逻辑门电路的内容，希望大家喜欢!逻辑门电路的简介定义最基本的逻辑关系是与、或、非，最基本的逻辑门是与门、或门和非门。
实现“与”运算的叫与门，实现“或”运算的叫或门，实现“非”运算的叫非门，也叫做反相器，等等。
逻辑门是在集成电路(也称：集成电路)上的基本组件。
组成逻辑门可以用电阻、电容、二极管、三极管等分立原件构成，成为分立元件门。
也可以将门电路的所有器件及连接导线制作在同一块半导体基片上，构成集成逻辑门电路。
简单的逻辑门可由晶体管组成。
这些晶体管的组合可以使代表两种信号的高低电平在通过它们之后产生高电平或者低电平的信号。
作用高、低电平可以分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的1和0，从而实现逻辑运算。
常见的逻辑门包括“与”门，“或”门，“非”门，“异或”门(也称：互斥或)等等。
逻辑门可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。
类别逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。
所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。
门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。
基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。
逻辑门电路按其内部有源器件的不同可以分为三大类。
第一类为双极型晶体管逻辑门电路，包括TTL、ECL电路和I2L电路等几种类型;第二类为单极型MOS逻辑门电路，包括NMOS、PMOS、LDMOS、VDMOS、VVMOS、IGT等几种类型;第三类则是二者的组合BICMOS门电路。
常用的是CMOS逻辑门电路。
1、TTL全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。
TTL主要有BJT(Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管)和电阻构成，具有速度快的特点。
第三章门电路
2) 工作原理 VA=0V
“0” (0V) A G
+VDD S
VGS< VGS（th) <0
导通
T2 PMOS
D
“1”
D
F (+VDD)
T1 NMOS
S
VGS< VGS（th) >0
截止
VA= VDD
“1” A
G
(+VDD)
+VDD S
VGS> VGS（th) <0
截止
T2 PMOS
D F “0”
VGS(th)P VI VDD ,T2导通
所以VI 在0 ~ VDD ,T1和T2至少一个导通 VI VO之间为低电阻
双向模拟开关
3.5 TTL门电路 3.5.1 半导体三极管的开关特性
双极型三极管的开关特性 （BJT, Bipolar Junction Transistor）
双极型三极管的基本开关电路
低电平：VIL=0
• VI=VIH D截止，VO=VOH=VCC
• VI=VIL D导通，VO=VOL=0.7V
3.2 分立元件门电路
3.2.2 二极管与门
+5V
VA
VB
VF
3V A
R 3.9K
D1
0V
F 0V
0V 0.7V 3V 0.7V
D2
0V B
3V 0V 0.7V 3V 3V 3.7V
逻辑变量
• 只用于IC内部电路
•数字集成电路：在一块半导体基片上制作出一 个完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。 使用时接：电源、输入和输出。数字集成电路 具有体积小、可靠性高、速度快、而且价格便 宜的特点。
7.分立元件门电路ppt课件
5 0.7 iB 4.3 mA 1mA
1 0
YA
14
三、动态开关特性
uI UIH
UIL O iC 0.9IC(sat)
0.1IC(sat) O uO VCC
IC(sat)
ton
toff
uI正跳变到iC上升到 0.9IC(sat)所需的时间ton称 为三极管开通时间。
uI负跳变到iC下降到
t
0.1IC(sat)所需的时间toff称 为三极管关断时间。
6
3.2 分立元件门电路
主要要求：
理解二极管的开关特性。 理解三极管的开关特性、工作条件
7
一、二极管的开关特性
iD(mA)
IF
UBR
uD(V)
0
0.5 0.7
D
+ ui=0V －
+
RL uo －
D
+
+
ui
RL uo
－
－
开关电路
D
+ +－
+
ui=5V 0.7V RL uo
－
－
ui＝0V时，二极管截止，如 同开关断开，uo＝0V。
A BC
A B& C
& &Y
2
第3章 集成逻辑门电路
分立元器件门电路 TTL集成门电路 CMOS集成门电路 本章小结
3
3.1 概 述
主要要求：
了解逻辑门电路的作用和常用类型。 理解高电平信号和低电平信号的含义。
4
一、门电路的作用和常用类型
门电路(Gate Circuit)
指用以实现基本逻辑关系和 常用复合逻辑关系的电子电路。
分立元件门电路与集成逻辑门电路的区别
分立元件门电路与集成逻辑门电路的区别下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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数字逻辑课件——分立元件门电路
6 0.7 VO 5 5 5 0.7 3.35V
当用万用表测B点电压时，D2导通， VB应为
VB VO VD
3.35 0.7 2.65V
20
例2.3 反相器原理分析
▪ 三极管T构成的反相器电路如图所示。已知三极管T的VBE = 0.7V， = 30，T饱和时的管压降VCES 0V 。试计算： (1) 当VI为何值时，
uY = 0V + 0.7V = 0.7V ≈ 0V。VD1截止。 4. uA = uB = 3V。
二极管VD1和VD2都导通，
uY = 3 V+ 0.7V = 3.7V ≈ 3V。
4
输出电位与输入电位uA ，uB的关系示于下面左表中，按正
逻辑规定，即高电位代表逻辑1，低电位代表逻辑0，可得
下面右表所示真值表，说明电路实现的是“与”逻辑关系，
(3) 在电路输出为高电平时，由于钳位电路的存 在，VOH 值应为VOH = EQ + VD = 2.9 + 0.7 =3.6V
这时，电路允许的外拉电流ILH应满足
I LH
VCC VOH RC
9 3.6 5.4mA 1
当外拉电流超过5.4mA时， VOH将随ILH的进一步增大 而下降。
24
VB (VBB ) VCC VCES
R2
RC
代入已知参数
VI 0.7 0.7 (9) 9 0
2
20 301
解得 VI 2.27V
当VI大于2.27V时，三 极管T进入饱和状态。
22
(2) 在VI = 3.0V时，可求得三极管基极偏置电流
IB
数字电子技术第6次课三种基本逻辑关系、分立元件门电路、复合逻辑门电路
第6次课三种基本逻辑关系、分立元件门电路、复合逻辑门电路●本次重点内容：1、与、或、非三种基本逻辑关系及真值表、逻辑表达式、门电路逻辑符号。
2、分立元件门电路的工作原理。
3、复合逻辑关系：与非、或非、与或非、异或、同或的真值表、逻辑表达式、门电路逻辑符号。
●教学过程6.1三种基本逻辑关系一、与逻辑关系所谓与逻辑关系：就是指决定某事件结果的所有条件全部具备，结果才能发生，而只要其中一个条件不具备，结果就不能发生，这种逻辑关系称为与逻辑关系。
与逻辑示意如图6-1所示：用A，B表示条件，即开关的状态；用Y表示结果，即表示灯的亮、灭状态。
图6-1 与逻辑示意图开关：“1”表示开关闭合，“0”表示开关断开。
灯：“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。
根据所有可能的开关组合状态与灯亮、灭的对应关系，可以列出真值表。
如表6-1所示。
表6-1 与逻辑真值表由表6-1可以得出“与”逻辑关系为“有0出0，全1出1”。
与门是实现与逻辑关系的电路，其逻辑符号如图6-2所示：图6-2 与逻辑符号二、或逻辑—在A，B等多个条件中，只要具备其中一个条件，事件就会发生；只有所有条件均不具备时，事件才不会发生，这种因果关系称为或逻辑关系。
或逻辑示意如图6-3所示：图6-3 或逻辑示意图经分析开关A，B的闭合情况，可以列出或逻辑真值表如表6-2所示：表6-2 或逻辑真值表由上表6-2可以得知或逻辑功能为“有1出1，全0出0”。
或门是实现或逻辑关系的电路，其逻辑符号如图6-4所示。
图6-4或逻辑符号三、非逻辑：决定事件结果只有一个条件，当条件具备时，结果就不发生；当条件不具备时，结果就发生。
这种因果关系称为非逻辑关系。
非逻辑示意如图6-5所示。
当开关A闭合时，灯Y灭；当开关A断开时，灯Y亮。
可见，对灯亮来说，开关A闭合是非逻辑关系。
图6-5非逻辑示意如图经分析可以列出或逻辑真值表6-3。
表6-3 非逻辑真值表由上表可以得知非逻辑功能为“是0出1，是1出0”。
分立元件基本逻辑门电路
分立元件基本逻辑门电路1、二极管与门电路图1(a)所示是二极管与门电路，它有两个输入端A和B，一个输出端Y。
也可以认为A和B是它的两个输入信号或称输入变量，Y是输出信号或称输出变量。
图1(b)和(c)所示分别为与门电路的规律符号和波形图。
(a)电路(b)规律符号(c)波形图图1 二极管与门电路当输入变量A和B全为1时(设两个输入端的电位均为3V)，电源+5V 的正端经电阻R向两个输入端流通电流(电源的负端接“地”，图中未标出)，和两管都导通，输出端Y的电位略高于3V(因二极管的正向电压降有零点几伏)，因此输出变量Y为1。
当输入变量不全为1，而有一个或两个全为0时，即该输入端的电位在0V四周。
例如A为0，B为1，则优先导通。
这时输入端Y的电位也在0V四周，因此Y为0。
因承受反向电压而截止。
只有当输入变量全为1时，输出变量Y才为1，这合乎与门的要求。
与规律关系式为(1)图1(a)有两个输入端，输入信号有1和0两种状态，共有四种组合，因此可用表1完整地列出四种输入、输出规律状态。
它可和图12.2(c)的波形图相对比。
表1 与门规律状态表ABY000010100111 2、二极管或门电路图2(a)所示是二极管或门电路。
比较一下图1(a)和图2(a)就可看出，后者二极管的极性与前者接得相反，其阴极相连经电阻R接“地”。
(a)电路(b)规律符号(c)波形图图2 二极管或门电路当输入变量只要有一个为1时，输出就为1。
例如A为1，B为0，则优先导通，输出变量Y也为1。
因承受反向电压而截止。
只有当输入变量全为0时，输出变量Y才为0，此时两只二极管都截止。
或规律关系式为(2)表2是或门的输入、输出规律状态表，它可和图2(c)的波形图相对比。
图2(b)是或门电路的规律符号。
表2 或门规律状态表ABY000011101111 3、晶体管非门电路图3(a)所示是晶体管非门电路。
晶体管非门电路不同于放大电路，管子的工作状态或从截止转为饱和，或从饱和转为截止。
分立元件逻辑门的级联
分立元件逻辑门的级联在数字电路设计中，分立元件逻辑门的级联是一种常见的组合逻辑方法。
分立元件逻辑门包括与门、或门、非门等基本逻辑门，通过合理地连接这些逻辑门，可以实现复杂的数字逻辑电路。
级联是将多个逻辑门按照一定的方式相互连接，以实现更丰富的功能。
首先，我们来了解一下分立元件逻辑门的原理及应用：1. 与门：与门（AND gate）接收两个或多个输入信号，当所有输入信号都为高电平（通常表示为1）时，输出为高电平；否则，输出为低电平（通常表示为0）。
与门广泛应用于组合逻辑电路的设计中。
2. 或门：或门（OR gate）接收两个或多个输入信号，当任意一个输入信号为高电平时，输出为高电平；只有当所有输入信号都为低电平时，输出才为低电平。
或门常用于构建多路选择器、编码器等电路。
3.非门：非门（NOT gate）只接收一个输入信号，输出信号与输入信号相反。
非门常用于信号反相、时序控制等场合。
在了解了基本逻辑门的工作原理后，我们可以将它们级联以实现更复杂的逻辑功能。
以下是一个分立元件逻辑门级联的例子：假设我们有一个输入信号A和两个输出信号Y和Z。
我们可以通过以下逻辑电路实现输出Z与输入A的反相（即Z= NOT A）：1. 将输入信号A接入非门（NOT gate）的输入端，得到输出信号B（B= NOT A）。
2. 将输出信号B与输入信号A接入与门（AND gate），得到输出信号C（C= A·B）。
3. 将输出信号C接入非门（NOT gate），得到输出信号Z（Z= NOT C = NOT(A·B)）。
通过这个级联电路，我们实现了输出信号Z与输入信号A的反相。
此外，我们还可以通过调整逻辑门的连接方式，实现其他复杂的逻辑功能。
分立元件逻辑门的级联在数字电路设计中具有重要意义。
掌握这种方法，有助于我们更好地理解数字逻辑电路的工作原理，并灵活地设计出满足实际需求的数字电路系统。
同时，分立元件逻辑门的级联也是学习现代数字电子技术的基础，对于深入理解计算机原理、嵌入式系统等领域具有重要意义。
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（2-18）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
二、输入、输出负载特性 输入、
1. 扇出系数 扇出系数: &
与非门电路输出能驱动同类门的个数。 与非门电路输出能驱动同类门的个数。
？
&
分两种情况讨论： 分两种情况讨论：
（1）前级输出为 高电平时 ） （2）前级输出为 低电平时 ）
（2-9）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
+5V
R1 R2 T3 R5 T5 R4
A B C
T1
T2
T4
F
T1 —多发射极晶 多发射极晶 体管：实现“ 体管：实现“与” R3 运算。 运算。
输入级
中间级
输出级
（2-10）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
+5V
R1 R2 T3 R5 T5 R3 R4 复合管形式 A B C
OC门可以实现“线与”功能。 门可以实现“线与”功能。 门可以实现 UCC & F1 & F2 & F3 分析： 任一导通， 分析：F1、F2、F3任一导通，则F=0。 。 F1、F2、F3全截止，则F=1 。 全截止， RL F
UCC RL T5 T5 T5
T1
T2
T4
F
“与” 与
“非” 非
输出级
与非门
（2-11）
二、工作原理 1. 任一输入为低电平（0.3V）时 任一输入为低电平（ ）
不足以让 T2、T5导通 、 R1 3k 0.7V b1 R2 750Ω Ω T2 T3 3k R5
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
+5V
R4 100Ω Ω T4
A B C
（2-3）
§2.2 基本逻辑门电路
一、二极管与门
+12V 逻辑变量 D 1 A B D2 ( uD=0.3V ) 逻辑函数 F
真值表： 真值表： A 0V 0 0V 0 3V 1 1 3V
uA
B 0V 0 1 3V 0 0V 1 3V &
uB
F 0.3V 0 00.3V 00.3V 13.3V
uF
1
2 3 ui(V)
阈值U 阈值 T=1.4V 传输特性曲线 理想的传输特性
（2-17）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
1. 输出高电平 OH、输出低电平 OL 输出高电平U 输出低电平U UOH≥2.4V UOL ≤0.4V 便认为合格。 便认为合格。 典型值U 典型值 OH=3.4V UOL=0.3V 。 2. 开门电平UON和关门电平UOFF ui>UTON=2.0V时，是输入高电平。 输入高电平 高电平。 时 ui<UOFF=0.8V时，是输入低电平。 输入低电平 低电平。 时 3. 高电平噪声容限 UNH和低电平噪声容限UNL U NH = U OH (min) − U ON
二、OC门结构 门结构
R1 3k b1 A B C
+5V
R2 T2
UCC RL
& 符号 F F = ABC
c1
T1
T5 R3
集电极悬空
应用时输出端要接一上拉负载电阻 RL 。 特点： 可以外接。 特点：RL 和UCC 可以外接。
（2-27）
§2.4 其它类型的TTL门电路 其它类型的TTL TTL门电路
（2-19）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
高电平时： 前级输出为 高电平时：
+5V
R2 T3 R5 R4 T4 T1
IiH1 IiH2 IOH IiH3
T1
前级
T1
（2-20）
拉电流 IOH = IiH1 + IiH2 +⋯
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
前级输出为低电平时： 前级输出为低电平时： +5V R1 R2 3k b1 c1 T2 T1 T5
c1
T1
三个PN结 三个 结 导通需2.1V 导通需 R3
F
T5
“0”
360Ω Ω
（2-12）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
R1 3k 0.7V b1 A B C “0”
+5V
R2 T3 R5
R4 T4
c1
T1
F
T5
uo
R3
uo=5-uR2-ube3-ube4≈3.4V 高电平！ 高电平！
逻辑关系： 逻辑关系：任0则1。 则 。
（2-2）
§2.1 概述
Vcc R K VO
输出高电平，对应“ ” K开------VO输出高电平，对应“1” 。 开 K合------VO输出低电平，对应“0” 。 合 输出低电平，对应“ ”
Vcc ∆V ∆V 0V
1
0
在数字电路中，对电压值为多少并不重要， 在数字电路中，对电压值为多少并不重要， 只要能判断高低电平即可。 只要能判断高低电平即可。
逻辑式： 逻辑式：F=A • B
A 逻辑符号： 逻辑符号： B
F
（2-4）
§2.2 基本逻辑门电路电路
二、二极管或门
A B D1 D2 F
真值表： 真值表： A uA Bu B Fu
F
0 0V 0 0V 0 0V 1 3V 1 3V 0 0V
-12V
0 -0.3V 1 2.7V 1 2.7V 1 2.7V ≥ F
一、电压传输特性
+5V
电压传输特性是指 输出电压 Vo随输入电 变化的特性。 压 Vi变化的特性。
& ui uo
测试电路
（2-16）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
输出高电平
UO(V) UOH A 2.7 C B
uo(V)
UOH
输出低点平 “1”
0.3
UOL
D
E UI(V)
UOL (0.3V)
UOFFUT UON
（2-13）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
2. 输入全为高电平（3.4V）时 输入全为高电平（ ）
电位被嵌 在2.1V 全反偏 “1” A B C R1 3k b1
+5V
R2 ≈1V T2 R5 T5 R3
（2-14）
R4 T3 T4 截止
c1
T1
全导通
F
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
全反偏 “1”
（2-8）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门
2.3.1 TTL与非门的基本原理 与非门的基本原理
一、结构
R1 3k b1 A B C R2 750Ω Ω T2 T3 3k R5 T5 R3 360Ω Ω R4 100Ω Ω T4
+5V
c1
T1
F
F = A⋅ B⋅ C
TTL与非门的内部结构 与非门的内部结构
（2-1）
§2.1 概述
门电路的作用： 门电路的作用：是用以实现逻辑关系的电子电 与基本逻辑关系相对应。 路，与基本逻辑关系相对应。 门电路的主要类型：与门、或门、与非门、 门电路的主要类型：与门、或门、与非门、或 非门、异或门等。 非门、异或门等。 一般采用 正逻辑 门电路的输出状态与赋值对应关系： 门电路的输出状态与赋值对应关系： 正逻辑：高电位对应“ ；低电位对应“ 。 正逻辑：高电位对应“1”；低电位对应“0”。 负逻辑：高电位对应“ ；低电位对应“ 。 负逻辑：高电位对应“0”；低电位对应“1”。 混合逻辑：输入用正逻辑、输出用负逻辑； 混合逻辑：输入用正逻辑、输出用负逻辑；或者输 入用负逻辑、输出用正逻辑。 入用负逻辑、输出用正逻辑。
50% 0 uo t 50% 0 tPHL tPLH t
（2-23）
§2.3
TTL与非门 TTL与非门 R1 3k b c1 T1 ui
1
3. 输入端通过电阻 接地 输入端通过电阻R接地
ui =
R (5 − U ) be1 R1 + R
R
R2 T
2
R4 T3 T
4
+5 V
A B C
R5 R3
F
计算临界电阻值： 计算临界电阻值：
C D
& EF
1
A G B
EF
E
G
C D
（2-25）
&
F
G = E⋅ F = AB⋅ CD
§2.4 其它类型的TTL门电路 其它类型的TTL TTL门电路
问题： 与非门能否直接线与？ 问题：TTL与非门能否直接线与？ 与非门能否直接线与
+5V R2 R4 T3 与非门1 与非门 截止 R3 T5 UOH +5V R2 与非门2 与非门 导通 R4 T3 R3 T5 T4 UOL
第二章 门电路
内容： 内容： 分立元件逻辑门 TTL与非门 与非门 MOS门电路 门电路 目的与要求： 目的与要求： 掌握TTL与非门电路结构、工作原理、电压传输特性、 与非门电路结构、 掌握 与非门电路结构 工作原理、电压传输特性、 输入/输出特性 主要参数及其测量方法； 输出特性、 输入 输出特性、主要参数及其测量方法；了解 CMOS反相器、CMOS门电路、 CMOS传输门的逻 反相器、 门电路、 反相器 门电路 传输门的逻 辑功能和应用。 辑功能和应用。 重点与难点： 重点与难点： 重点： 与非门； 重点： TTL与非门； 与非门 难点： 与非门的工作原理。 难点： TTL与非门的工作原理。 与非门的工作原理
I IH 80
I OL 10 = =10 输出为低电平时的扇出系数： 输出为低电平时的扇出系数： I IL 1