第3章(744)教材配套课件
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第三章 第1节《大洲和大洋》课件(共42张PPT内嵌视频)人教版七年级地理上册
三分海洋 七分海洋
世界海陆面积比较
1.“地球”or“水球”
思与学
人类是怎样通过航海认识世界的
人类探索发现世界的历程，在很大程度上就是一部航海探险史。
人们是怎样通过航海认识世界的?在地球表面，陆地被海洋隔绝，
海洋不仅面积广大，而且相互连通。随着航海技术的提高，人类克
服了海洋的阻隔后，海洋便成为认识世界的通道。15世纪以后，勇
陆地主要集 中在北半球
海洋面 积大于 陆地面 积
2.海陆分布不均
（2）东西半球看海陆
海陆分布 很不均匀
陆地主要集 中在东半球
海洋面 积大于 陆地面 积
2.海陆分布不均
（3）水陆半球看海陆
海陆分布 很不均匀
陆地主要集 中在陆半球
海洋面 积大于 陆地面 积
2.海陆分布不均
海陆分布 很不均匀
无论我们怎样划 分半球，地球的 任何一个半球的 海洋面积都大于 陆地面积。
2.明确洲界线
思考：
不同的大洲之间，一般以 什么作为分界线？
一般以天然界线，如山脉、 河流、湖泊和海峡为界； 有的以人工开凿的运河为 界。
2.明确洲界线
亚洲与欧洲
乌拉尔山脉—乌拉尔河 —里海—大高加索山脉 —黑海—土耳其海峡
2.明确洲界线
亚洲与非洲 苏伊士运河
2.明确洲界线
亚洲与北美洲 白令海峡
敢的航海家们从已知的陆地出发，跨越广阔的海洋，去探索未知的
世界。在此过程中，人们认识了世界海陆分布，了解了地球的整体
面貌。
在人类文明史上，记载着许多著名的航海家，如郑和、哥伦布、
麦哲伦，他们为人类认识世界作出了杰出的贡献。
2.海陆分布不均
（1）南北半球看海陆
世界海陆面积比较
1.“地球”or“水球”
思与学
人类是怎样通过航海认识世界的
人类探索发现世界的历程，在很大程度上就是一部航海探险史。
人们是怎样通过航海认识世界的?在地球表面，陆地被海洋隔绝，
海洋不仅面积广大，而且相互连通。随着航海技术的提高，人类克
服了海洋的阻隔后，海洋便成为认识世界的通道。15世纪以后，勇
陆地主要集 中在北半球
海洋面 积大于 陆地面 积
2.海陆分布不均
（2）东西半球看海陆
海陆分布 很不均匀
陆地主要集 中在东半球
海洋面 积大于 陆地面 积
2.海陆分布不均
（3）水陆半球看海陆
海陆分布 很不均匀
陆地主要集 中在陆半球
海洋面 积大于 陆地面 积
2.海陆分布不均
海陆分布 很不均匀
无论我们怎样划 分半球，地球的 任何一个半球的 海洋面积都大于 陆地面积。
2.明确洲界线
思考：
不同的大洲之间，一般以 什么作为分界线？
一般以天然界线，如山脉、 河流、湖泊和海峡为界； 有的以人工开凿的运河为 界。
2.明确洲界线
亚洲与欧洲
乌拉尔山脉—乌拉尔河 —里海—大高加索山脉 —黑海—土耳其海峡
2.明确洲界线
亚洲与非洲 苏伊士运河
2.明确洲界线
亚洲与北美洲 白令海峡
敢的航海家们从已知的陆地出发，跨越广阔的海洋，去探索未知的
世界。在此过程中，人们认识了世界海陆分布，了解了地球的整体
面貌。
在人类文明史上，记载着许多著名的航海家，如郑和、哥伦布、
麦哲伦，他们为人类认识世界作出了杰出的贡献。
2.海陆分布不均
（1）南北半球看海陆
第3章教材分析(PPT)3-3
科学课程标准(7-9年级)第三部分内容标准
(一)能量转化与守恒
具体内容目标
活动建议
7．举例说明化学能与内能的转化，认识燃 观察化学反应中化学能与内能的转化；讨 料的热值，说明生物体能量的来源和转化 论人体能量来源及其转化。
8．知道用电器消耗的电能可以用电功来量 度，会计算用电器消耗的电能，知道电功 率的含义，能从说明书或铭牌了解家用电 器的额定功率。
《辅教导学》、《科学应用题题型解析与训练》。
产量的.%，主要生产国是中国、印度、印度尼西亚和缅甸，产量分别是8.万吨、.万吨、.万吨和.万吨，占世界总产量的比值分别为.%、8.%、.%和.%。 中国和印度分别是世界第一和第二花生生产大国，印度尼西亚排在第五位。非洲的花生产量为88.万吨，占世界总产量的.%，主要生产国-尼日利亚的产量为. 万吨，占世界总产量的8.%，排在； https:/// 微商货源 微商货源网 货源网 ； 世界花生生产国的第三位。南美洲和北美洲的花生产 量占世界总产量的.%，主要生产国是美国和阿根廷 [] 。 栽培技术 土地选择 花生对于地质土壤的相求相对较高，在花生种植的而选择上，宜选择地势较为 平坦且排水能力强的沙壤土地。花生忌重茬，第一年种过花生的土壤不适合连续栽种花生，选择花生种植土壤最好选择连续几年都没有种过花生的地质。除 此之外，土壤有机质大于.%，土壤的 PH 值要在 .~. 之间。花生的种植还对空气质量状况有一定的要求，要求空气污染指数小于。只有同时满足这些地质条 件，才有可能种出高产花生 [] 。 播种 、播种期 春季cm土层地温稳定在℃时，珍珠豆型花生即可播种。在月底至月上旬，地膜覆盖栽培可稍提前~天 [] 。 、 播种密度与方式 垄作：垄距cm，穴距~cm，即万~万穴/公顷，每穴播两粒。 地膜覆盖畦作：分先播种后覆膜和先覆膜后播种两种方法。机械播种可一次 性完成。人工方法在畦面平行开两条相距厘米、深~厘米的沟，畦面两侧均留~厘米。沟内先施种肥，再按每粒等距下种，务必使肥种隔离，均匀覆土，要求 地表整齐，土壤细碎。播后如不覆除草膜，覆膜前应喷除草剂，可选用禾耐斯、都尔等。墒情不好时加大对水量。最后覆膜要求膜与畦面贴实无折皱，两边 攒土将地膜乐实。在膜面上覆土成小垄 [] 。 田间管理 垄做栽培 、清棵蹲苗：苗基本出齐时进行。先拔除苗周杂草，然后把土扒开，使子叶露出地面。注意 不要伤根。清棵后经半个月左右再填土埋窝 [] 。 、中耕除草：在苗期、团棵期、花期进行次中耕除草。掌握“浅、深、浅”的原则，注意防止苗期中耕雍 土压苗；花期中耕防止损伤果针。 、培土：开花后半个月进行培土，不宜过厚，以cm为宜 [] 。 覆膜栽培 覆膜到出苗期间，发现薄膜破口或覆盖不严时， 及时用上重新压埋、堵严。当幼苗破膜拱土，开始露出真叶时，扒去膜上的土，使子叶露于地表。发现缺穴，立即用催出芽的种子补种。开花前在畦沟内进 行次中耕除草。在开花下针到荚果充实期间，根据花生长势，可在叶面喷施倍先科追肥精替代根部追肥或者喷施.%～.%磷酸
2024七年级数学上册第3章一元一次方程及其解法第1课时用移项法去括号法解一元一次方程课件新版沪科版
所以(－2)★3
＝(－2)×32＋2×(－2)×3＋(－2)
＝(－2)×9＋2×(－2)×3＋(－2)
＝－18＋(－12)＋(－2)
＝－32.
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(2)若
+
★
★(－2)＝16，求 a 的值.
【解】因为 a ★ b ＝ ab2＋2 ab ＋ a ，
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10. [新考向 传承数学文化]我国古代数学著作《孙子算经》
中有这样一道题，原文如下：今有百鹿入城，家取一
鹿，不尽，又三家共一鹿，适尽，问：城中家几何？大
意为：今有100头鹿进城，每家取一头鹿，没有取完，剩
下的鹿每3家共取一头，恰好取完，问：城中有多少户人
家？在这个问题中，城中人家的户数为
所以
+
★3
+
+
+
2
＝
×3 ＋2×
×3＋
＝
+
+
×9＋3( a ＋1)＋
＝8 a ＋8.
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因为
+
★
★(－2)＝16，
所以(8 a ＋8)★(－2)＝16，
新教材高中化学第三章第四节羧酸羧酸衍生物第3课时胺与酰胺pptx课件新人教版选择性必修3
[课堂小结]
小练·素养达成
1．仅从官能团角度看，下图有机物不属于哪类物质 ( )
A．胺
B．羧酸
C．酚
D．醇
【答案】A
【解析】—CONH2属于酰胺基，故它不属于胺。
2．下列有关
、—NH2 两种官能团的说法中错误的是( )
A．中心原子均为sp3杂化
B．均存在σ键
C．三个原子均在同一平面上
D．二者结合形成的物质具有两性
【答案】(1)盐酸、H2、HNO3等(任写2种) (2)3 温度升高破坏三聚氰胺分子之间的氢键，使三聚氰胺与水分 子间形成氢键成为可能 【解析】 (1)由F是芳香族化合物知其结构中含有苯环，苯环能与 H2、HNO3、Br2等反应，除去C6H5—外还有“—C2H6N”组成单元，故 F物质可能含有—NH2，盐酸也能与F反应。 (2)三聚氰胺分子中有3个碳 氮双键，则消耗3 mol 氢气，温度升高破坏三聚氰胺分子之间的氢键， 使三聚氰胺与水分子间形成氢键成为可能。
(2020·全国卷Ⅰ，节选)有机碱，例如二甲基胺(
)、苯胺
(
)、吡啶(
)等，在有机合成中应用很普遍，已知苯胺与
甲基吡啶互为芳香同分异构体，则化合物
的六元环芳香同
分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为 6∶2∶2∶1 的有________种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为 __________________。
2．酰胺的化学性质(以乙酰胺为例) (1)与碱反应生成___羧__酸__盐___(填物质类型，后同)与NH3，化学方程 式为__C__H_3_C__O_N_H__2_＋__N_a_O__H_—__△—__→__C_H__3C__O_O__N_a_＋__N__H_3_↑____。 (2)与酸反应生成__羧__酸___与____铵__盐___，化学方程式为__C_H__3C__O_N__H_2_ ＋__H__2_O_＋__H__C_l_—_△ _—_→__C__H_3_C_O__O_H__＋__N_H__4C__l ____。
2024七年级数学上册第3章3.4二元一次方程组及其解法第1课时二元一次方程(组)课件新版沪科版
【解】小明发现的结论正确.
= + ，
理由：把ቊ
代入方程3 x －5 y ＋4＝0的左
= +
边，得15 m ＋6－15 m －10＋4＝0，而方程右边＝0，
所以左边＝右边，即小明发现的结论正确.
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15. [新考法 创设情境法]某城市出租车的收费标准：行程不
【解】由题意，得 m2－4＝0， m ＋2≠0且 m ＋1≠0，
解得 m ＝2，故当 m ＝2时，方程为二元一次方程.
返回
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13. 某学校的篮球数比排球数的2倍少3个，篮球数与排球数
的比是3∶2，求两种球各多少个.(只需列出二元一次方程
组，不必求解)
【解】设排球有 x 个，篮球有 y 个，由题意，得
超过3 km收起步价，超过部分每千米收费若干元(不足
1 km的按1 km计算).某天，林老师第一次乘出租车的行程
为8 km，花了12元；第二次乘出租车的行程为11 km，
花了15.6元.请你编写适当的问题，并列出相应的二元一
次方程组.
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【解】答案不唯一，如：起步价是多少？超过3 km后每
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理由：把ቊ
代入方程3 x －5 y ＋4＝0的左
= +
边，得15 m ＋6－15 m －10＋4＝0，而方程右边＝0，
所以左边＝右边，即小明发现的结论正确.
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15. [新考法 创设情境法]某城市出租车的收费标准：行程不
【解】由题意，得 m2－4＝0， m ＋2≠0且 m ＋1≠0，
解得 m ＝2，故当 m ＝2时，方程为二元一次方程.
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13. 某学校的篮球数比排球数的2倍少3个，篮球数与排球数
的比是3∶2，求两种球各多少个.(只需列出二元一次方程
组，不必求解)
【解】设排球有 x 个，篮球有 y 个，由题意，得
超过3 km收起步价，超过部分每千米收费若干元(不足
1 km的按1 km计算).某天，林老师第一次乘出租车的行程
为8 km，花了12元；第二次乘出租车的行程为11 km，
花了15.6元.请你编写适当的问题，并列出相应的二元一
次方程组.
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【解】答案不唯一，如：起步价是多少？超过3 km后每
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第3章 第1节 电流—新教材鲁科版(2019)高中物理必修三课件(29张PPT)
均速率,S为导体的横截面积。
探究一
探究二
随堂检测
(3)三种速率的比较
①电子定向移动平均速率:电子在金属导体中的平均运动速率,也
是公式I=neSv中的v,大小约为10-5 m/s。
②电流的传导速率:电流在导体中的传导速率等于光速,为3×108
m/s。闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,电路中各
t=。
=nqSv。
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳
对电流微观表达式和三种速率的理解
(1)从微观上看,电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个
自由电荷的电荷量、定向移动平均速率、导体的横截面积。
(2)电流的微观表达式:I=nevS。式中n为导体中单位体积内的自由
电荷数、e为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动的平
s=600 s。
600 s
探究一
探究二
随堂检测
电流的微观表达式
情境探究
如图所示,AD表示粗细均匀的一段长为l的导体,两端加一定的电压,
导体中的自由电荷沿导体定向移动的平均速率为v,设导体的横截
面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电
荷量为q。
(1)AD导体中有多少个自由电荷?总电荷量是多少?
称为“电子漂移”。
必备知识
自我检测
二、电流的方向与大小
1.电流的方向
(1)在物理学中,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)在电源外部的电路中,电流的方向是从电源正极流向负极。
(3)在电源内部的电路中,电流的方向是从电源负极流向正极。
(4)电流是标量,虽有方向,但其运算不符合平行四边形定则。
(2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少?
探究一
探究二
随堂检测
(3)三种速率的比较
①电子定向移动平均速率:电子在金属导体中的平均运动速率,也
是公式I=neSv中的v,大小约为10-5 m/s。
②电流的传导速率:电流在导体中的传导速率等于光速,为3×108
m/s。闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,电路中各
t=。
=nqSv。
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳
对电流微观表达式和三种速率的理解
(1)从微观上看,电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个
自由电荷的电荷量、定向移动平均速率、导体的横截面积。
(2)电流的微观表达式:I=nevS。式中n为导体中单位体积内的自由
电荷数、e为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动的平
s=600 s。
600 s
探究一
探究二
随堂检测
电流的微观表达式
情境探究
如图所示,AD表示粗细均匀的一段长为l的导体,两端加一定的电压,
导体中的自由电荷沿导体定向移动的平均速率为v,设导体的横截
面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电
荷量为q。
(1)AD导体中有多少个自由电荷?总电荷量是多少?
称为“电子漂移”。
必备知识
自我检测
二、电流的方向与大小
1.电流的方向
(1)在物理学中,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)在电源外部的电路中,电流的方向是从电源正极流向负极。
(3)在电源内部的电路中,电流的方向是从电源负极流向正极。
(4)电流是标量,虽有方向,但其运算不符合平行四边形定则。
(2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少?
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3.3.4 传输延迟时间是表征门电路开关速度的参数， 它说明门
电路在输入脉冲波形的作用下， 其输出波形相对于输入波形 延迟了多长时间。当门电路的输入端加入一脉冲波形， 其相 应的输出波形如图3－3所示。通常输出波形下降沿、 上升沿 的中点与输入波形对应沿中点之间的时间间隔， 分别用tpLH和 tpHL表示。由于CMOS门电路输出级的互补对称性，其tpLH和 tpHL相等。有时也采用平均传输延迟时间这一参数， 即 tpd=(tpLH+tpHL)/2。例如，CMOS与非门74HC00在5 V典型工作 电压时的tpLH=7ns, tpHL=7 ns, tpd=(7+7)ns/2=7ns。在图3－3中还 标出了上升时间tr和下降时间tf。
第三章 集成逻辑门电路
3.2 CMOS
CMOS逻辑门电路是在TTL电路之后出现的一种广泛应 用的数字集成器件。按照器件结构的不同形式， 可以分为 NMOS、 PMOS和CMOS三种逻辑门电路。由于制造工艺的 不断改进， CMOS电路已成为占主导地位的逻辑器件， 其工作速度已经赶上甚至超过TTL电路， 它的功耗和抗干 扰能力则远优于TTL电路。因此， 几乎所有的超大规模存 储器以及PLD器件都采用CMOS工艺制造， 且费用较低。
第三章 集成逻辑门电路
3.3 逻辑门电路的特性与参数
3.3.1 电压传输特性是指输出电压uo随输入电压ui变化的曲线。
反相器（如图3－1(a)所示)的电压传输特性，如图3－1(b)所 示。
第三章 集成逻辑门电路
图 3－1 (a) 电压传输测试图; (b) 反相器的电压传输特性
第三章 集成逻辑门电路 3.3.2 输出高电平UOH、 输出低电平UOL
CMOS电路在输出发生状态转换时的功耗称为动态功耗。 它主要由两部分组成。其中一部分是由于电路输出状态转换的 瞬间， 其等效电阻比较小，从而导致有较大的电流从电源UDD 经CMOS电路流入地。 这部分功耗可由下式表示：
PT CPDUD2D f
第三章 集成逻辑门电路
式中：f为输出信号的转换频率；UDD为低电电源；CPD称为 功耗电容，可以在数据手册中查到，74HC系列为20pF, 74LVC系列为15 pF
第三章 集成逻辑门电路
CMOS是数字逻辑电路的主流工艺技术， 但CMOS技术 却不适合用在射频和模拟电路中。因此BiMOS成为射频系 统中用的最多的工艺技术。 BiMOS集成电路是将BJT的高 速性能和高驱动能力，以及CMOS的高密度、 低功耗和低 成本等优点结合起来， 既可用于数字集成电路， 也可用于 模拟集成电路。BiMOS技术主要用于高性能集成电路的生 产。
但功耗却降低到74系列的 。 74L1S系列广泛应用于中、 小规 模集成电路。 随着集成电路的发展5 ，生产出进一步改进的
74AS和74ALS系列。 74AS系列与74S系列相比，功耗相当， 但速度却提高了两倍。 74ALS系列将74LS系列的速度和功耗 又进一步提高。
第三章 集成逻辑门电路
而74F系列的速度和功耗介于74AS和74ALS之间，广泛应用 于速度要求较高的TTL逻辑电路。ECL也是一种双极型数字 集成电路， 其基本器件是差分对管。 在饱和型的TTL电路 中， 晶体三极管作为开关在饱和区和截止区切换，其退出 饱和区需要的时间较长。 而ECL电路中晶体三极管不工作 在饱和区，因此工作速度极高。 但ECL器件功耗比较高， 不适合制成大规模集成电路， 因此不像CMOS或TTL系列被 广泛使用。
当输出高电平时， 其输入低电平的噪声容限为
UNL=UImax-UIL
第三章 集成逻辑门电路 由于前一级驱动门电路的输出就是后一级负载门电路的
输入， 故噪声容限又可通过下式求出：
UNH=UOHmin-UImin UNL=U1Imax-UOLmax
第三章 集成逻辑门电路
图 3－2 噪声容限
第三章 集成逻辑门电路
第三章 集成逻辑门电路 表3－1 几种CMOS电路传输延迟时间
第三章 集成逻辑门电路
图 3－3 门电路传输延迟波形图
第三章 集成逻辑门电路
3.3.5 功耗是门电路的重要参数之一。功耗有静态和动态之分。
所谓静态功耗, 指的是当电路的输出没有状态转换时的功耗。 静态时，CMOS电路的电流非常小，使得静态功耗非常低， 所 以CMOS电路广泛应用于要求功耗较低或电池供电的设备，例 如便携计算机、 手机和掌上电脑等。 这些设备在没有输入信 号时，
3.3.6 延时-
理想的数字电路或系统， 要求它既速度高， 同时功耗
又低。 在工程实践中，要实现这种理想情况是较难的。 高
速数字电路往往需要付出较大的功耗为代价。一种综合性的
指标称为延时-功耗积， 用符号DP表示，单位为J(焦
［耳］）， 即
DP=tpdPD
式中：tpd=(tpLH+tpHL)/2; PD为门电路的功耗， 一个逻辑门器 件的DP的值愈小，表明它的特性愈接于理想情况。 图3－4
(1) 电路结构简单， (2) (3) 能够在低电压、 微电流下工作， 但是I2L (1) (2) 目前I2L电路主要用于制作大规模集成电路的内部逻辑 电路， 很少用来制作中、 小规模集成电路产品。
第三章 集成逻辑门电路
TTL电路存在的最大问题是功耗较大。 因此它只能制 作小规模集成电路(Small Scale Integration电路，简称SSI电 路， 其中仅包含10个以内的门电路)和中规模集成电路( Medium Scale Integration电路， 简称MSI电路，其中包含 10~100个门电路), 而无法制作大规模集成电路(Large Scale Integration电路，简称LSI电路，其中包含100~10000个门电 路)和超大规模集成电路(Very Large Scale Integration电路， 简称VLSI电路， 其中包含10000个以上的门电路)。
类门电路的最大数目。扇出数的计算则稍复杂些， 需要考 虑两种情况。 一种情况是负载电流从驱动门流向外电路， 称为拉电流负载； 另一种情况是负载电流从外电路流入驱 动门， 称为灌电流负载，如图3－5所示。 拉与灌形象地表 明了负载的性质， 下面分别予以介绍。
第三章 集成逻辑门电路
1)
图3－5(a)所示为拉电流负载的情况， 图中左边为驱动
从电压传输特性曲线（如图3－1(b)所示)可读出UOH 和UOL的值。不同的门电路， 由于内部结构的差异， 其值
对TTL门电路： UOH: 3.6 V~2.6V
UOL: 0.2V~0.35V 对于典型工作电压为5V的74HC系列的CMOS逻辑电路：
UOH=5V, UOL=0V
第三章 集成逻辑门电路
第三章 集成逻辑门电路
近年来， 随着便携式设备（例如笔记本电脑、 数字相 同、 手机等）的发展， 要求使用体积小、功耗低、电池耗 电小的半导体器件， 因此先后推出了低电压CMOS器件 74LVC（LVC系Low Voltage Logic之意）系列，以及超低 电压CMOS器件74AUC（AUC Ultra Low Voltage Logic之意）系列，并且半导体制造工艺可以使它们的成本 更低、 速度更快， 同时大多数低电压器件的输入输出电平 可以与5 V电源的CMOS或TTL电平兼容。 不同的CMOS系 列器件对电源电压要求不一样。
第三章 集成逻辑门电路
ECL 砷化镓是继锗和硅之后发展起来的新一代半导体材料。 由 于砷化镓器件中载流子的迁移率非常高， 因而其工作速度 比硅器件快得多，并且具有功耗低和抗辐射的特点， 已成 为光纤通信、 移动通信以及全球定位系统等应用的首选电 路。
第三章 集成逻辑门电路 I2L电路是20世纪70年代发展起来的一种双极型晶体管
第三章 集成逻辑门电路
这种新型的TTL使用肖特基势垒二极管， 以避免BJT工作在饱 和状态， 从而提高工作速度。最早的TTL门电路是74系列。 后来出现了改进型的74H系列， 其工作速度提高了，但功耗却 增加了。 而74L系列的功耗降低了很多， 但工作速度也降低了。 为了解决功耗和速度之间的矛盾，推出了低功耗和高速的74S 系列， 它使用肖特基晶体三极管，使电路的工作速度和功耗 均得到改善。 之后又生产出74LS系列，其速度与74系列相当，
门， 右边为负载门。当驱动门的输出端为高电平时， 将有
电流IOH从驱动门拉出而流入负载门，负载门的输入电流为 IIH。当负载门的个数增加时， 总的拉电流将增加，会引起 输出高电压的降低。 但不得低于输出高电平的下限值，
这就限制了负载门的个数。 这个， 输出为高电平时的扇出
数可表示如下：
NOH
IOH (驱动门) I IH (负载门)
所示为用传输延迟时间tpd和功耗PD综合描述各种逻辑门电路 的性能。
第三章 集成逻辑门电路 图 3－4 各种门电路的延迟时间与功耗的关系图
第三章 集成逻辑门电路
3.3.7 扇入系数与扇出系数 门电路的扇入数取决于它的输入端的个数， 例如一个3
输入端的与非门，其扇入数N1=3 门电路的扇出数是指其在正常工作情况下， 所能带同
3.3.3 噪声容限表示门电路的抗干扰能力。 从传输特性曲线
可看出，无论输出高电平， 还是低电平， 都允许输入信号
在一定范围内变化，而输出电平不变化。 超过这个范围，
输出电平将发生变化。 由传输特性可确定其噪声容限。
由图3－2可知， 当输出低电平时， 其输入高电平的噪声容
限为
UNH=UIH-UImin
第三章 集成逻辑门电路
从上式可见，CMOS动态功耗正比于转换频率和电源电 压的平方。当工作频率比较高时， CMOS门的功耗可能会 超过TTL门。 在设计CMOS电路时， 应选用低电源电压器 件，例如3.3 V供电电源74LVC系列或1.8 V供电电74AUC系 列， 以降低功耗。
第三章 集成逻辑门电路
第三章 集成逻辑门电路
电路在输入脉冲波形的作用下， 其输出波形相对于输入波形 延迟了多长时间。当门电路的输入端加入一脉冲波形， 其相 应的输出波形如图3－3所示。通常输出波形下降沿、 上升沿 的中点与输入波形对应沿中点之间的时间间隔， 分别用tpLH和 tpHL表示。由于CMOS门电路输出级的互补对称性，其tpLH和 tpHL相等。有时也采用平均传输延迟时间这一参数， 即 tpd=(tpLH+tpHL)/2。例如，CMOS与非门74HC00在5 V典型工作 电压时的tpLH=7ns, tpHL=7 ns, tpd=(7+7)ns/2=7ns。在图3－3中还 标出了上升时间tr和下降时间tf。
第三章 集成逻辑门电路
3.2 CMOS
CMOS逻辑门电路是在TTL电路之后出现的一种广泛应 用的数字集成器件。按照器件结构的不同形式， 可以分为 NMOS、 PMOS和CMOS三种逻辑门电路。由于制造工艺的 不断改进， CMOS电路已成为占主导地位的逻辑器件， 其工作速度已经赶上甚至超过TTL电路， 它的功耗和抗干 扰能力则远优于TTL电路。因此， 几乎所有的超大规模存 储器以及PLD器件都采用CMOS工艺制造， 且费用较低。
第三章 集成逻辑门电路
3.3 逻辑门电路的特性与参数
3.3.1 电压传输特性是指输出电压uo随输入电压ui变化的曲线。
反相器（如图3－1(a)所示)的电压传输特性，如图3－1(b)所 示。
第三章 集成逻辑门电路
图 3－1 (a) 电压传输测试图; (b) 反相器的电压传输特性
第三章 集成逻辑门电路 3.3.2 输出高电平UOH、 输出低电平UOL
CMOS电路在输出发生状态转换时的功耗称为动态功耗。 它主要由两部分组成。其中一部分是由于电路输出状态转换的 瞬间， 其等效电阻比较小，从而导致有较大的电流从电源UDD 经CMOS电路流入地。 这部分功耗可由下式表示：
PT CPDUD2D f
第三章 集成逻辑门电路
式中：f为输出信号的转换频率；UDD为低电电源；CPD称为 功耗电容，可以在数据手册中查到，74HC系列为20pF, 74LVC系列为15 pF
第三章 集成逻辑门电路
CMOS是数字逻辑电路的主流工艺技术， 但CMOS技术 却不适合用在射频和模拟电路中。因此BiMOS成为射频系 统中用的最多的工艺技术。 BiMOS集成电路是将BJT的高 速性能和高驱动能力，以及CMOS的高密度、 低功耗和低 成本等优点结合起来， 既可用于数字集成电路， 也可用于 模拟集成电路。BiMOS技术主要用于高性能集成电路的生 产。
但功耗却降低到74系列的 。 74L1S系列广泛应用于中、 小规 模集成电路。 随着集成电路的发展5 ，生产出进一步改进的
74AS和74ALS系列。 74AS系列与74S系列相比，功耗相当， 但速度却提高了两倍。 74ALS系列将74LS系列的速度和功耗 又进一步提高。
第三章 集成逻辑门电路
而74F系列的速度和功耗介于74AS和74ALS之间，广泛应用 于速度要求较高的TTL逻辑电路。ECL也是一种双极型数字 集成电路， 其基本器件是差分对管。 在饱和型的TTL电路 中， 晶体三极管作为开关在饱和区和截止区切换，其退出 饱和区需要的时间较长。 而ECL电路中晶体三极管不工作 在饱和区，因此工作速度极高。 但ECL器件功耗比较高， 不适合制成大规模集成电路， 因此不像CMOS或TTL系列被 广泛使用。
当输出高电平时， 其输入低电平的噪声容限为
UNL=UImax-UIL
第三章 集成逻辑门电路 由于前一级驱动门电路的输出就是后一级负载门电路的
输入， 故噪声容限又可通过下式求出：
UNH=UOHmin-UImin UNL=U1Imax-UOLmax
第三章 集成逻辑门电路
图 3－2 噪声容限
第三章 集成逻辑门电路
第三章 集成逻辑门电路 表3－1 几种CMOS电路传输延迟时间
第三章 集成逻辑门电路
图 3－3 门电路传输延迟波形图
第三章 集成逻辑门电路
3.3.5 功耗是门电路的重要参数之一。功耗有静态和动态之分。
所谓静态功耗, 指的是当电路的输出没有状态转换时的功耗。 静态时，CMOS电路的电流非常小，使得静态功耗非常低， 所 以CMOS电路广泛应用于要求功耗较低或电池供电的设备，例 如便携计算机、 手机和掌上电脑等。 这些设备在没有输入信 号时，
3.3.6 延时-
理想的数字电路或系统， 要求它既速度高， 同时功耗
又低。 在工程实践中，要实现这种理想情况是较难的。 高
速数字电路往往需要付出较大的功耗为代价。一种综合性的
指标称为延时-功耗积， 用符号DP表示，单位为J(焦
［耳］）， 即
DP=tpdPD
式中：tpd=(tpLH+tpHL)/2; PD为门电路的功耗， 一个逻辑门器 件的DP的值愈小，表明它的特性愈接于理想情况。 图3－4
(1) 电路结构简单， (2) (3) 能够在低电压、 微电流下工作， 但是I2L (1) (2) 目前I2L电路主要用于制作大规模集成电路的内部逻辑 电路， 很少用来制作中、 小规模集成电路产品。
第三章 集成逻辑门电路
TTL电路存在的最大问题是功耗较大。 因此它只能制 作小规模集成电路(Small Scale Integration电路，简称SSI电 路， 其中仅包含10个以内的门电路)和中规模集成电路( Medium Scale Integration电路， 简称MSI电路，其中包含 10~100个门电路), 而无法制作大规模集成电路(Large Scale Integration电路，简称LSI电路，其中包含100~10000个门电 路)和超大规模集成电路(Very Large Scale Integration电路， 简称VLSI电路， 其中包含10000个以上的门电路)。
类门电路的最大数目。扇出数的计算则稍复杂些， 需要考 虑两种情况。 一种情况是负载电流从驱动门流向外电路， 称为拉电流负载； 另一种情况是负载电流从外电路流入驱 动门， 称为灌电流负载，如图3－5所示。 拉与灌形象地表 明了负载的性质， 下面分别予以介绍。
第三章 集成逻辑门电路
1)
图3－5(a)所示为拉电流负载的情况， 图中左边为驱动
从电压传输特性曲线（如图3－1(b)所示)可读出UOH 和UOL的值。不同的门电路， 由于内部结构的差异， 其值
对TTL门电路： UOH: 3.6 V~2.6V
UOL: 0.2V~0.35V 对于典型工作电压为5V的74HC系列的CMOS逻辑电路：
UOH=5V, UOL=0V
第三章 集成逻辑门电路
第三章 集成逻辑门电路
近年来， 随着便携式设备（例如笔记本电脑、 数字相 同、 手机等）的发展， 要求使用体积小、功耗低、电池耗 电小的半导体器件， 因此先后推出了低电压CMOS器件 74LVC（LVC系Low Voltage Logic之意）系列，以及超低 电压CMOS器件74AUC（AUC Ultra Low Voltage Logic之意）系列，并且半导体制造工艺可以使它们的成本 更低、 速度更快， 同时大多数低电压器件的输入输出电平 可以与5 V电源的CMOS或TTL电平兼容。 不同的CMOS系 列器件对电源电压要求不一样。
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ECL 砷化镓是继锗和硅之后发展起来的新一代半导体材料。 由 于砷化镓器件中载流子的迁移率非常高， 因而其工作速度 比硅器件快得多，并且具有功耗低和抗辐射的特点， 已成 为光纤通信、 移动通信以及全球定位系统等应用的首选电 路。
第三章 集成逻辑门电路 I2L电路是20世纪70年代发展起来的一种双极型晶体管
第三章 集成逻辑门电路
这种新型的TTL使用肖特基势垒二极管， 以避免BJT工作在饱 和状态， 从而提高工作速度。最早的TTL门电路是74系列。 后来出现了改进型的74H系列， 其工作速度提高了，但功耗却 增加了。 而74L系列的功耗降低了很多， 但工作速度也降低了。 为了解决功耗和速度之间的矛盾，推出了低功耗和高速的74S 系列， 它使用肖特基晶体三极管，使电路的工作速度和功耗 均得到改善。 之后又生产出74LS系列，其速度与74系列相当，
门， 右边为负载门。当驱动门的输出端为高电平时， 将有
电流IOH从驱动门拉出而流入负载门，负载门的输入电流为 IIH。当负载门的个数增加时， 总的拉电流将增加，会引起 输出高电压的降低。 但不得低于输出高电平的下限值，
这就限制了负载门的个数。 这个， 输出为高电平时的扇出
数可表示如下：
NOH
IOH (驱动门) I IH (负载门)
所示为用传输延迟时间tpd和功耗PD综合描述各种逻辑门电路 的性能。
第三章 集成逻辑门电路 图 3－4 各种门电路的延迟时间与功耗的关系图
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3.3.7 扇入系数与扇出系数 门电路的扇入数取决于它的输入端的个数， 例如一个3
输入端的与非门，其扇入数N1=3 门电路的扇出数是指其在正常工作情况下， 所能带同
3.3.3 噪声容限表示门电路的抗干扰能力。 从传输特性曲线
可看出，无论输出高电平， 还是低电平， 都允许输入信号
在一定范围内变化，而输出电平不变化。 超过这个范围，
输出电平将发生变化。 由传输特性可确定其噪声容限。
由图3－2可知， 当输出低电平时， 其输入高电平的噪声容
限为
UNH=UIH-UImin
第三章 集成逻辑门电路
从上式可见，CMOS动态功耗正比于转换频率和电源电 压的平方。当工作频率比较高时， CMOS门的功耗可能会 超过TTL门。 在设计CMOS电路时， 应选用低电源电压器 件，例如3.3 V供电电源74LVC系列或1.8 V供电电74AUC系 列， 以降低功耗。
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