数逻数字逻辑PPT课件

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为了提高MOS集成电路的速度，降低功 耗，提高集成度，在线路结构、制造工艺上 采取不同的措施，发展了V型沟道的MOS(简 称VMOS)、双扩散MOS(简称DMOS)、 HMOS等新型MOS电路。
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3.2分立元件门电路
在数字电路中，门电路是最基本的逻辑 元件，它的应用极为广泛。
“门”，就是一种开关，在一定条件下 它能允许信号通过，条件不满足，信号就通 不过。因此，门电路的输入信号与输出信号 之间存在一定的逻辑关系，所以门电路又称 为逻辑门电路。基本逻辑门电路有“与”门 “或”门和“非”门。
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整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
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第三章 逻辑门电路
3.1 集成逻辑电路的分类
目前，在数字系统中使用的集成逻辑电 路，基本上分为两大类：一类是双极型半导 体集成逻辑电路；一类是金属氧化物半导体 场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET)集成逻辑电 路。
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3.2.1 正逻辑与负逻辑
1.正负逻辑的规定
在逻辑电路中，输入和输出一般都用电 平（电位的高低）来表示。一般用符号H表 示高电平，L表示低电平。高低电平代表的逻 辑关系可由人们任意地加以规定。如令H=l， L=0，则称之为正逻辑体制。采用正逻辑体制， 与运算的真值表如表3.1。
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当令H=0，L=1，这就构成了负逻辑体制。 在负逻辑体制下，可得出与门的真值表，如 表3.2所示。后者表示一个正逻辑与非门的真 值表。对于同一电路，既可以采用正逻辑， 也可以采用负逻辑。
表3.1 采用正逻辑与运算的真值表
表3.2 采用负逻辑与运算的真值表
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2.正负逻辑的等效变换 一般用正逻辑函数描述电路，在过渡
到负逻辑时，只需按下列方式互换各种运算： 与非←→或非 与←→或 非←→非
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3.2.2 二极管“与”门电路 图3.1为二极管“与”门电路，A,B,C是
它的三个输入端，Y是输出端。 当输入端A“与”B“与”C全为“1”时，
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常用的集成型逻辑电路有以下几类： (1) 晶体管-晶体管逻辑(transistor-transistor
logic, TTL)电路。TTL电路又分为中速TTL 和高速TTL；在电路中引入肖特基二极管 (Schottky diode)的TTL，称为肖特基 TTL(简称STTL)，包括低功耗肖特基TTL； 先进肖特基TTL；先进低功耗肖特基TTL等。
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图3.2 二极管“或”门
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当输入端不全为“0”，而有一个或两个 为“1”时，即电位在3V附近，例如A端为“1”， 因为“1”电位比“0”电位高，处于“1”状态的 A端将经电阻R向电源负端流通电流。DA优 先导通。这样，二极管DA导通后，输出端Y 的电位比处于“1”态的A端略低零点几伏，但 仍在3V附近，因此Y端为“1”。二极管DB和 DC因承受反向电压而截止，把B,C端的低电 位和输出端Y隔离开了。
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只有输入端A“与”B“与”Cຫໍສະໝຸດ Baidu为“1”时， 输出端Y才为“1”，这合乎“与”门的要求
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3.2.3 二极管“或”门电路 图3.2是二极管“或”门电路。 当输入端A“或”B“或”C全为“0”时，
设三者电位均为0V，电源U的负端经电阻R 向这三个输入端流通电流，三管都导通，输 出端Y的电位比0V略高，因此输出端Y为 “0”，即其电位被钳制在0V左右。
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如果有一个以上的输入端为“1”时，当 然，输出端Y也为“1”。只有当三个输入端全 为“0”时，输出端Y才为“0”，此时三个二极 管都导通。所以，电路实现了“或”逻辑关 系。
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3.2.4 三极管“非”门电路 图3.3是晶体三极管构成的“非”门电路。 如果输入A为1，电位为3.6V，三极管导
通，输出端Y约为0.3V，表示逻辑0；如果输 入A为0，电位在零伏附近，设电位为0.3V， 三极管截止，输出端Y和Ucc接近相等，一般 为5V，表示逻辑1。因此，电路实现了 “或” 逻辑关系。
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(2) 射极耦合逻辑(emitter coupled logic, ECL) 电路。电路特点是：速度快，传输时间可达 纳秒量级；功耗大，速度功耗乘积和TTL电 路相当；负载能力强；逻辑摆幅仅有0.8V， 抗干扰能力弱；具有互补输出。因此，ECL 电路使用在要求速度快、干扰小，而又不计 较功耗的数字系统中。
设三者电位均为3V，电源U的正端经电阻R 向这三个输入端流通电流，三管都导通，输 出端Y的电位比3V略高，因此输出端Y为 “1”，即其电位被钳制在3V左右。
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图3.1 二极管“与”门
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当输入端不全为“1”，而有一个或两个 为“0”时，即电位在零伏附近，例如A端为 “0”，因为“0”电位比“1”电位低，电源正端 将经电阻R向处于“0”状态的A端流通电流。 DA优先导通。这样，二极管DA导通后，输 出端Y的电位比处于“0”态的A端高出零点几 伏，但仍在零伏附近，因此Y端为“0”。二极 管DB和DC因承受反向电压而截止，把B,C端 的高电位和输出端Y隔离开了。
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图3.3“非”门电路
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MOS集成电路种类很多，MOS电路按 沟道类型来分，有N沟道和P沟道两种；按工 作类型来分，有耗尽型(depletion)和增强型 (enhancement)两种；按栅极材料来分有铝栅 和硅栅两种；此外还有互补MOS电路等。 MOS电路线路简单、功耗小、集成度高和制 造工艺简单。目前在大规模和超大规模集成 电路中应用比较广泛，但是其速度比TTL低。
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(3) 高阈值逻辑 (high threshold logic, HTL)电 路。在电路中引入了齐纳二极管，以提高电 路的阈值电压。因此，HTL电路使用在环境 比较恶劣而对速度要求不高的数字系统中。
双极型逻辑电路还有集成注入逻辑 (integrated injection logic,I2L)电路，或者称 为并合晶体管逻辑(merged transistor logic, MTL)电路。