第2章-逻辑门电路资料

DA
A
DB
B
真值表
F AB F
00 0
3.9kΩ R
01 1 10 1
11 1
-12V -VEE
A+F B
(a)
A
B
F
(b)
A B
≥1
F
(c)
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❖ ⒊非门(反相器) ❖ 实现逻辑非门功能的电路，称作非门
A R1 VI
VCC
RC
F VO T
β
真值表
AF 01 10
A (a)
A (b)
R2 -VEE
❖ 用输出电平变化不超过某一规定值（高 电平不低于高电平下限值VOHmin，低电 平不高于低电平的上限值VOLmax）时的 最大负载电流，来定量描述门电路的带 负载能力大小。
iI e1 T1 c1
vI
(a) 测试图
+V CC iI (μA)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 vI(V)
T2
1
1.4
2
R3
-iI (μA)
(b)输入特性
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2、TTL与非门输入端负载特性
❖ TTL门输入端所接电阻的大小会影响输出状态。 ❖ vI和RI之间的关系曲线叫做输入端负载特性。 ❖ 关门电阻ROFF：保证TTL与非门关闭，输出为标
准高电平时，所允许的RI最大值。一般 ROFF=0.8kΩ。 ❖ 开门电阻RON：保证TTL与非门导通，输出为标 准低电平时，所允许的RI最小值。一般RON=2kΩ。
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+VCC R1
vI T1
T2
RI
R3
(a) 测试图
vI (V) 1.4
0 1 2 3 4 5 RI(kΩ) (b) 特性曲线
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与非门多余端的处理：输入信号数目少于 与非门输入端个数，出现多余端。
与非门输入端悬空相当于接高电平 实际使用时，不采用悬空的方法，防止 干扰信号引入
多余输入端 接电源的正端或固定高电平 并联使用
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3、TTL与非门的输出特性
❖ TTL与非门实际工作时，输出端总要接负载， 产生负载电流，此电流也在影响输出电压 的大小。
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2.1 分立元件门电路
2.1.1 基本逻辑门电路
❖ ⒈二极管与门电路
❖ 实现与逻辑功能的电路，称为与门。
12V VCC
A
F
真值表
B
3.9kΩ R
DA
A
F
DB
B
AB F 00 0 01 0 10 0 11 1
(a) A
B (b)
A& B
(c)
F F 3/71
❖ ⒉二极管或门 ❖ 实现逻辑或功能的电路，称为或门。
❖ 输出电压与负载电流之间的关系曲线，称 为输出特性。输出电压有高电平、低电平 两种状态，所以有两种输出特性。
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①输出为低电平时的输出特性
V CC
iL
RL
IB 5
VOL
T5
❖ 与非门输入全为高电平时， 输出为低电平。
❖T1管倒置工作， ❖T2、T5管饱和导通， ❖T3管微导通，T4管截止。 ❖ 其基极电流很大，是灌电流 负载。
2.2.2 TTL与非门的电压传输特性 及 抗干扰能力
1、电压传输特性 电压传输特性是描述输出电压vO与
输入电压vI之间对应关系的曲线。
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VO 3.6 A B
3 C
2
1
D
E
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 VI
电压传输特性
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2、抗干扰能力(输入噪声容限)
抗干扰能力（输入噪声容限）：不破坏与非
门输出逻辑状态所允许的最大干扰电压。
关门电平VOFF：输出为标准高电平VSH时 所允许的最大输入低电平值。通常
VOFF=0.8V。 开门电平VON：输出为标准低电平VSL时所 允许的最小输入高电平值。通常VON=1.8V。
输入低电平的抗干扰能力：VNL=VOFF-VILmax 输入高电平的抗干扰能力： VNH=VIHmin-VON
A ≥1 F
B
A +F
B
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2.2 TTL集成逻辑门电路
集成门电路就是把所有的元器件及连接导 线制作在同一块半导体基片上。由于输入和 输出都采用三极管，所以称为三极管-三极管 集成逻辑门电路，简称TTL门电路。 特点：体积小
重量轻 价格低 可靠性高
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2.2.1 TTL与非门的工作原理
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(a) 输出级等效电路
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v OL (V)
2
VOLmax
1
IOLmax
0 10 20 30 40 50 (b) 输出特性曲线
i L( mA )
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②输出为高电平时的输出特性
➢当与非门输入端其中有 VCC 一端为低电平时，输出为
R2
R4
高电平。
T3 T4
T1管处于饱和状态， T2、T5管截止，
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+VCC+VCC+VCC
R3
R4 R1 R1
T3
T1 T1
T4 IL
R5
IIH IIH
(a) 拉电流负载
+VCC+V CC+V CC
R4
R1 R1
T4I IS T1IIS T1
T5 IL (b) 灌电流负载
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❖ 电路输出高、低电平时有输出电阻，所 以输出的高、低电平随负载电流改变， 变化小，说明门的带负载能力强。
A1 (c)
F F F
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2.1.2 与非门电路、或非门电路 1、与非门电路
VCC
R
R1 A
RC F
T
B R2
-VEE
真值表 AB F 00 1 01 1 10 1 11 0
A F
B
A &F B
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2、或非门电路
B
R1
A
R
VCC RC
F T
R2
-VEE
真值表 AB F 00 1 01 0 10 0 11 0
R5
iL
vO
T3、T4管导通。
➢这时输出级等效电路如
RL 图2-11(a)所示，负载是拉
(a) 输出级等效电路
电流负载。
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v OH (V)
Leabharlann Baidu3.6
VOHmin
3
2 IOHmax
1
0 10 20 30 40 (b) 输出特性曲线
iL( mA )
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4、带负载能力
TTL与非门的输出端接上负载后，负载 有灌电流负载和拉电流负载。 ❖ 灌电流负载增加会使与非门的输出低电平 上升。 ❖ 拉电流负载增加会使与非门的输出高电平 下降；
第2章 逻辑门电路
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目前，广泛使用的逻辑门有TTL (Transistor-Transistor Logic)和CMOS两个 系列。
TTL门电路属双极型数字集成电路，其输 入级和输出级都是三极管结构，故称TTL。
CMOS门电路是由NMOS管和PMOS管组 成的互补MOS集成电路，属单极性数字集成 电路。
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2.2.3 TTL与非门的输入特性、输出特性 和带负载能力
了解输入输出特性，可正确处理TTL与 非门之间和其它电路之间的连接问题。只 要输入端、输出端的电路结构形式和参数 与TTL与非门相同，输入、输出特性对其 它TTL电路也适用。
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⑴TTL与非门的输入特性
R1
3kΩ
b1 b2