分立元件门电路(推荐完整)
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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
分立元件门电路PPT
值
表 混合逻 辑
I:- O:+
正逻 辑 负逻 辑 混合逻 辑
(A B F)
L L H H
L L H L L L H H
0 0 1 1
0 1 0 1
0 0 0 1
1 1 0 0
1 0 1 0
1 1 1 0
0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 1 0
1 1 0 0
1 0 1 0
0 0 0 1
电平状态表
逻
1 0 1 0
0 0 0 1
正逻 辑 负逻 辑 混合逻辑 混合逻辑
(I:+ O:-) (I:- O:+)
输入 A 0 1 输出 F 1 0
功能： 当A为高时,输出F为低； A为低时，F为高。 F是A的非函数。
逻辑式：F=
A
“–”:逻辑非运 算 逻辑求反运算
逻辑符号： 求反运算 A 1 波形图（时序图）
F
A F
三极管非门
四、DTL电路
(Diode —Transistor Logic) 与 非 门：
+12V D1 A
真 值
表
功能：
输
A 0 0 1 1
入
B 0 1 0 1
输出
F 0 0 0 1
当A与B都为高时，
输出F才为高。
F是A和B的与函数 逻辑式：F=A • B “•”:逻辑与运算 逻辑乘法运算
逻辑符号：
A B
波形图（时序图）
&
F A
B
二极管与门
任0则0 全1则1
口诀：
F
二、二极管或门
D1
A
F
D2
uA 0V 0V 3V 3V
第二章_门电路
第二章 门电路三、高低电平获取方法开 关5V V H1+5V0V V L 02.1 概述第二章门电路2.3 分立元件门电路一、二极管与门V A V B V Y0V0V0V3V3V0V3V3VA B Y0000101001110.7V0.7V0.7V3.7V2.3 分立元件门电路第二章门电路二、二极管或门V A V B V Y0V0V0V3V3V0V3V3VA B Y0000111011110V2.3V2.3V2.3V2.3 分立元件门电路第二章门电路三、三极管非门V i Vo0V V CCV CC0.2VA Y01102.3 分立元件门电路第二章门电路1）结构TTL反相器由三部分构成：输入级、中间级和输出级。
1、TTL反相器的结构和原理一、TTL逻辑门2.4 TTL集成门电路第二章 门电路A 为高电平时(3.4V)，V B1≈2.1V ，T 1倒置，VB2≈1.4V ，T 2和T 5饱和，T 4和D 2截止，Y 为低电平。
2）原理A 为低电平时(0.2V) ，T 1饱和，V B1≈0.9V ，V B2≈0.2V ，T 2和T 5截止，T4和D2导通，Y 为高电平；2.4 TTL 集成门电路第二章 门电路分为四个区段：AB 段：Vi ＜0.6伏，截止区；BC 段：0.6伏＜Vi ＜1.3伏，线性区；CD 段：Vi ≈1.4伏，转折区；DE 段：Vi ＞1.4伏，饱和区。
输出高电平：V OH =3.4V 输出低电平：V OL =0.2V 阈值电压：V TH =1.4VV THVi (V)2.4 TTL 集成门电路2.4 TTL 集成门电路（略）一、TTL 与非门的基本结构及工作原理1．TTL 与非门的基本结构B A C+V RP CC （+5V ）P PP N N NN+V 13（+5V ）CC A B CT b1R 12.4 TTL 集成门电路第二章 门电路 2.4 TTL 集成门电路第二章 门电路CB A L ⋅⋅=该发射结导通，V B 1=0.9V 。
1.分立元件门电路
按电路结构不同分
TTL集成门电路 CMOS集成门电路 输入端和输出端都用 用互补对称 MOS 管 构成的逻辑门电路。 CMOS 即Complementary Metal-Oxide-Semiconductor TTL三极管的逻辑门电路。 即Transistor-Transistor Logic 按功能特点不同分 普通门 输出 （推拉式输出） 开路门
+ 3V 2.3 k 0V
+VCC (5V) Rc Rb i B iC 2 k
T
100
+ uo
iB 0
Hale Waihona Puke iC 0uIuO VCC 5 V
( 2) uI UI H 3 V
发射结正偏 T 饱和导通
0
uI
t
uO U CES ≤ 0.3 V
0
uO
t
动态开关特性
uI
UIH
UIL O iC 0.9IC(sat) 0.1IC(sat) O uO VCC
ton
uI正跳变到iC上升到 上例中三极管反相器的工作波 0.9IC(sat)所需的时间ton称 形是理想波形，实际波形为 ： 为三极管开通时间。 uI从UIH 负跳到时UIL ， uI负跳变到iC下降到 三极管不能很快由饱和转变 uI从 UIL正跳到UIH时， 0.1IC(sat)所需的时间toff称 需要经过一段时间才能退出饱和区 为截止，而需要经过一段时 三极管将由截止转变为饱和， t 为三极管关断时间。 间才能退出饱和区。 iC从0逐渐增大到 IC(sat) ，uC从 VCC逐渐减小为UCE(sat)。 通常toff > ton 然后逐渐转变为截止 IC(sat) 通常工作频率不高时， 可忽略开关时间，而工作 t 频率高时，必须考虑开关 toff 速度是否合适，否则导致 不能正常工作。
3.3分立元件基本电路
R U A Y
真值表
A 0 1 Y 1 0
特点: 1则 0则 特点: 1则0, 0则1
非门电路---三极管反相器 2、非门电路--三极管反相器
+Ec Rc VA R1 VO
基本逻辑关系
输入输出电平对应表
VA 0 1 VO 1 0 (三极管截止) 三极管截止) (三极管饱和) 三极管饱和)
三极管反相器电路实现 逻辑关系。 “非”逻辑关系。 非门表示符号: 非门表示符号: A
Y 0 1 1
设：开关合为逻辑“1”， 开关合为逻辑“ ， 1 1 1 开关断为逻辑“ ； 开关断为逻辑“0”； 灯亮为逻辑“ ， 特点: 灯亮为逻辑“1”， 特点:任1 则1, 全0则0 灯灭为逻辑“ 灯灭为逻辑“0” 。
基本逻辑关系
2、二极管组成的“或”门电路 输入输出电平对应表
VA VB R -5V VO (忽略二极管压降) 忽略二极管压降) VA 0 0.3 0 0.3 1 3 1 3 VB 0 0.3 1 3 0 0.3 13 VO 0 0.3 1 3 1 3 1 3
1、与非门 与非门
表示式：Y = AB 表示式： 符号： 符号： A B 0
&
真值表
A B AB Y 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0
Y
0 1
多个逻辑变量时:
Y=AB C
1
2、或非门 真值表
表示式： 表示式： Y= A+B A B AB Y 0 A 符号： 符号： B
≥1
0 1 0 1
0 1 1 1
1 0 0 0
Y
0 1 1
多个逻辑变量时:
Y= A+B+C
3、 异或门 、 异或门
7.1.2分立元件门电路
【讲授新课】
§7.1分立元件门电路（二）
一、“与非”门电路
与非门：与门+非门
就是在与门之后接一个非门，其真值表和逻辑符号如下图：
逻辑功能：有0出1，全1出0
2、“或非”门
或非门：或门+非门
就是在或门之后接一个非门，其真值表和逻辑符号如下图：
逻辑功能：有1出0，全0出1
3、“异或”门
异或门是由两个与门、两个非门及一个或门组合而成，其真值表和逻辑符号如下图
对比讲解
板书分析
电子实验仿真
板书设计
授课提纲
四、复合逻辑门电路
1、与非门
2、或非门
3、异或门
小结
教学过程设计
时间
分配
教师
活动
学生
活动
【复习提问】
1、有哪三种基本的门电路？
2、三种门电路各有什么逻辑功能？
【引入新课】
我们已经掌握了三种基本的门电路，那么将这三种门电路进行适当的组合就能构成各种复合门电路。
学生记忆
学生观察真值表，分析结果
学生记忆
学生随堂完成作业
逻辑功能：相同出0，不同出1
【课堂小结】
1、数字信号、数字电路的特点
2、三种基本门电路的逻辑表示方法和逻辑功能
【作业布置】
【教学反思】
5分钟
5分钟
10分钟
10分钟
10分钟
5分钟
35分钟
激发学生兴趣
教师ewb仿真
教师总结
教师ewb仿真
教师总结
教师ewb仿真
教师总结
学生观察真值表，分析结果
学生记忆
学生观察真值表，分析结果
南京技师学院教案（首页）
授课日期
§7.1分立元件门电路（二）
一、“与非”门电路
与非门：与门+非门
就是在与门之后接一个非门，其真值表和逻辑符号如下图：
逻辑功能：有0出1，全1出0
2、“或非”门
或非门：或门+非门
就是在或门之后接一个非门，其真值表和逻辑符号如下图：
逻辑功能：有1出0，全0出1
3、“异或”门
异或门是由两个与门、两个非门及一个或门组合而成，其真值表和逻辑符号如下图
对比讲解
板书分析
电子实验仿真
板书设计
授课提纲
四、复合逻辑门电路
1、与非门
2、或非门
3、异或门
小结
教学过程设计
时间
分配
教师
活动
学生
活动
【复习提问】
1、有哪三种基本的门电路？
2、三种门电路各有什么逻辑功能？
【引入新课】
我们已经掌握了三种基本的门电路，那么将这三种门电路进行适当的组合就能构成各种复合门电路。
学生记忆
学生观察真值表，分析结果
学生记忆
学生随堂完成作业
逻辑功能：相同出0，不同出1
【课堂小结】
1、数字信号、数字电路的特点
2、三种基本门电路的逻辑表示方法和逻辑功能
【作业布置】
【教学反思】
5分钟
5分钟
10分钟
10分钟
10分钟
5分钟
35分钟
激发学生兴趣
教师ewb仿真
教师总结
教师ewb仿真
教师总结
教师ewb仿真
教师总结
学生观察真值表，分析结果
学生记忆
学生观察真值表，分析结果
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授课日期
分立元门电路L门电路半加器全加器PPT课件
集成门电路：体积小、速度快、可靠性高
按制作工艺可分为双极型/单极性两大类。 TTL、CMOS逻辑门电路应用最广泛。 TTL:输入和输出端都是半导体晶体管，称之为 transistor –transistor logic gate
1 TTL与非门
Y=A B C
+5V
R1
R2
R4
T1
A B C
多发射极 三极管
(2) 输入全为高电平“1”(3.6V)时
+5V
钳4位.32V.1V
E结反偏
T1
“1” (3.6V)
A
B C
输入全高 “1”,输出为 低“0”
R1
R2
R4
1V
T3
T2
全导通
截止
T4
Y
T5
“0” (0.3V)
R3
R5
负载电流
（灌电流）
T2、T5饱和导通
“与非” 门逻辑状态表 逻辑表达式： Y=A B C
T5 R3 360
(4)TTL与非门的主要参数 (不要求) 输出高电平的下限值 UOH(min) 输出低电平的上限值 UOL(max)
阈值电压或门槛电压 UTH
低电平输入电流IIL
高电平输入电流IIH 输入为高电平时流入输 入端的电流(几十微安)
输入为低电平时 流入输入端的电 流
输入短路电流IIS (-1.6mA)
真值表
A B CI S C
00000 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111
S ( AB AB)CI ( AB AB)CI
C ( AB AB )CI AB ( A B)CI AB
全加器逻辑图
按制作工艺可分为双极型/单极性两大类。 TTL、CMOS逻辑门电路应用最广泛。 TTL:输入和输出端都是半导体晶体管，称之为 transistor –transistor logic gate
1 TTL与非门
Y=A B C
+5V
R1
R2
R4
T1
A B C
多发射极 三极管
(2) 输入全为高电平“1”(3.6V)时
+5V
钳4位.32V.1V
E结反偏
T1
“1” (3.6V)
A
B C
输入全高 “1”,输出为 低“0”
R1
R2
R4
1V
T3
T2
全导通
截止
T4
Y
T5
“0” (0.3V)
R3
R5
负载电流
（灌电流）
T2、T5饱和导通
“与非” 门逻辑状态表 逻辑表达式： Y=A B C
T5 R3 360
(4)TTL与非门的主要参数 (不要求) 输出高电平的下限值 UOH(min) 输出低电平的上限值 UOL(max)
阈值电压或门槛电压 UTH
低电平输入电流IIL
高电平输入电流IIH 输入为高电平时流入输 入端的电流(几十微安)
输入为低电平时 流入输入端的电 流
输入短路电流IIS (-1.6mA)
真值表
A B CI S C
00000 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111
S ( AB AB)CI ( AB AB)CI
C ( AB AB )CI AB ( A B)CI AB
全加器逻辑图
分立元件门电路
UF
2. 输入全为高电平（3.4V）时 电位箝 在2.1V
1.4V
+5V
R4
T4
b14.1V
c1
T1 3.4V
T2
R5
T5
(3.4V)
R3 0.7V
F
2. 输入全为高电平（3.4V）时 电位箝 在2.1V
1.4V
发射结 全反偏
A ―1‖ B C
R1
R2 1V T3
典型参数：
二、输入负载特性 (UI RI )
R1 3k b1 A B C T1 R2 750 T3 R4 100
+5V
c1
T2
3K
T4
R5 T5
F
UI
V
RI
R3
360
当RI较小时：设：T2、T5 截止 RI UI= (5-UBE1) RI+R1 4.3RI = 3+RI
R1 3k b1 R2
B
二极管与门
口诀：
任0则0 全1则1 F
二、二极管或门
D1
A
F
D2
uA 0V 0V 3V 3V
uB 0V 3V 0V 3V
uF - 0.3V 2.7V 2.7V 2.7V
B
3V 0V R
-12V
2.7V -0.3V
( uD=0.3V )
A
D1
真 值 F 输 A 0 0 1 入 B 0 1 0
表 输出 F 0 1 1
第三章
§3.1 概述
门电路
§3.2 分立元件门电路
§3.3 TTL与非门 §3.4 其它类型的TTL门电路
§3.5 MOS门电路
§3.1 概述
第3章_分立元件基本电路
26 rbe 200 ( 1 80 ) 1.81kΩ 1.31
苏州大学－纺院
微变等效电路：
• Ib
第3章 分立元件基本电路
b rbe
c
• Ic
＋ Ui
•
＋
RB1
RB2
e Ib
RE
•
RC
RL
Uo _
•
1. 放大倍数
_
2. 输入电阻
ri RB1 //RB 2 // (rbe (1 ) RE ) 8.18 kΩ
第二级的输入电阻ri2即为第一级的负载电阻
R2 //ri 2 1.05(kΩ) RL
苏州大学－纺院
第3章 分立元件基本电路
电压放大倍数
(1 1 )R L 81 1.05 103 Au 1 0.983 3 rbe1 (1 1 ) R ） 10 L （1.45 81 1.05
3. 输出电阻 ro=RC=3.3kΩ
苏州大学－纺院
第3章 分立元件基本电路
3.1.5 频率特性
o U Uo U o o Au o i A Ui U i i U i
|Au|
|Aum| |Aum| √2 fBW o 2700 1800 f 900
苏州大学－纺院
第3章 分立元件基本电路
3.1.2 静态分析
所谓静态是指当放大器没有输入信号(ui=0)时， 电路中各处的电压电流都是直流恒定值，亦称为直 流工作状态。 静态分析内容：在直流电源作用下，确定三极管 1. 基极电流IB ； 2. 集电极电流IC； 3. 集电极与发射极之间的电压值UCE。 静态分析方法： 1. 图解法； 2. 估算法。
苏州大学－纺院
微变等效电路：
• Ib
第3章 分立元件基本电路
b rbe
c
• Ic
＋ Ui
•
＋
RB1
RB2
e Ib
RE
•
RC
RL
Uo _
•
1. 放大倍数
_
2. 输入电阻
ri RB1 //RB 2 // (rbe (1 ) RE ) 8.18 kΩ
第二级的输入电阻ri2即为第一级的负载电阻
R2 //ri 2 1.05(kΩ) RL
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第3章 分立元件基本电路
电压放大倍数
(1 1 )R L 81 1.05 103 Au 1 0.983 3 rbe1 (1 1 ) R ） 10 L （1.45 81 1.05
3. 输出电阻 ro=RC=3.3kΩ
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第3章 分立元件基本电路
3.1.5 频率特性
o U Uo U o o Au o i A Ui U i i U i
|Au|
|Aum| |Aum| √2 fBW o 2700 1800 f 900
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第3章 分立元件基本电路
3.1.2 静态分析
所谓静态是指当放大器没有输入信号(ui=0)时， 电路中各处的电压电流都是直流恒定值，亦称为直 流工作状态。 静态分析内容：在直流电源作用下，确定三极管 1. 基极电流IB ； 2. 集电极电流IC； 3. 集电极与发射极之间的电压值UCE。 静态分析方法： 1. 图解法； 2. 估算法。
第3章分立元件基本电路
Ib，IC，Ube，Uce 交流分量有效值
0
i
t
IB
ib
Ibm
各种符号关系：
符号含义：
RB
RC
UCE
UBE
+
－
－
+
+UCC
+
+
C1
C2
+
－
ui
+
－
u0
RL
返回
直流通路
电容开路
返回
RB
RC
IC
IB
UCE
UBE
+
－
－
+
+UCC
RB
RC
UCE
UBE
+
－
－
+
+UCC
+
+
C1
C2
+
－
ui
+
－
u0
RL
直流通路和交流通路
晶体管的开关作用
放大状态
C
B
E
UCE ≈0
IB
IC
饱和状态
截止状态
闭合状态开关
打开状态开关
晶体管的开关作用
返回
IB
B
UBE
UCE
IC
C
E
+
+
－
－
C
IC≈0
UCE ≈UCC
E
UBE ≤0
B
+
+
－
－
三种状态的晶体管
门是数字电路中最基本的逻辑元件，门规定了输入信号与输出信号之间的逻辑关系。
0
i
t
IB
ib
Ibm
各种符号关系：
符号含义：
RB
RC
UCE
UBE
+
－
－
+
+UCC
+
+
C1
C2
+
－
ui
+
－
u0
RL
返回
直流通路
电容开路
返回
RB
RC
IC
IB
UCE
UBE
+
－
－
+
+UCC
RB
RC
UCE
UBE
+
－
－
+
+UCC
+
+
C1
C2
+
－
ui
+
－
u0
RL
直流通路和交流通路
晶体管的开关作用
放大状态
C
B
E
UCE ≈0
IB
IC
饱和状态
截止状态
闭合状态开关
打开状态开关
晶体管的开关作用
返回
IB
B
UBE
UCE
IC
C
E
+
+
－
－
C
IC≈0
UCE ≈UCC
E
UBE ≤0
B
+
+
－
－
三种状态的晶体管
门是数字电路中最基本的逻辑元件，门规定了输入信号与输出信号之间的逻辑关系。
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。
第3章分立元件基本电路第3版
的负载，负载电阻
ui
即为放大电路的输
入电阻。
_
ib
ic
r RB
be
RC
ib
ri
放大电路的输入电阻：
ri
Ui Ii
根据以上的微变等效电路： ri RB/ /bre
＋
u RL o
_
（2）输入电阻
如右图所示，把一个内阻为RS ，源电
＋
压为US的信号源加到放大电路的输入 RS
端，由于ri的存在，实际的Ui为：
耦合电容C1 、C2：隔直，不适用于低频电路。
3.1.2 静态分析
所谓静态是指当放大器没有输入信号（ui=0)时，电路中各
处的电压电流都是直流恒定值，亦称为直流工作状态。
静态分析内容：在直流电源作用下，确定三极管 1）基极电流IB ； 2）集电极电流 IC； 3）集电极与基极之间的电压值UCE。
静态分析方法：1）图解法； 2）估算法。
U
BB
R B2 R B1 R B2
U CC
（47
22 10 3 22） 10 3
12
3.83(V)
RBΒιβλιοθήκη RB 1RB RB 1R2 B
2
4 72 2 4 72 2
14.99(kΩ )
＋
ＵBB _
R’B
RC IB
+UCC
IC + U_ CE
RE IE
直流等效电路
_
（1）电压放大倍数
ib
ic
＋
ui
r RB
be
RC
_
ib
＋
u RL o
_
1）带负载时的电压放大倍数
AuU U i o-β I br(bICe Rb/ /L) R β (CR/rb e/L)R
数字逻辑课件——分立元件门电路
(5) 当A接5k电阻，B端悬空时，二极管D1为导通状态， 输出VO应为
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
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
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得:UF = 0.3V
+12V +2.5V
1K
D
A 1.5K P
=30
F
真值表
输入 输出
A
F
18K
0
1
-12V
1
0
3.2V
“1” 0.3V
“0”
3.2V “1”
0.3V “0”
真值表
输入 输出
A
F
0
1
1
0
功能： 当A为高时,输出F为低； A为低时，F为高。 F是A的非函数。
逻辑式：F= A
3.2V
1K IC D
IBS=
(12-0.3)/ 1K 30
A
1.5K P I1 IB
T =30
F =0.39mA 0.3V 估算IB : I1 =I2 +IB
18K I2 -12V
IB
UA UP 1.5K
UP (12) 18K
= 0.96mA
IB > IBs ,T饱和的假设成立。
100 011 101
111 000 110
混合逻 辑
I:- O:+
110 100 010 001
电平状态表
逻 辑 真值表
AB F
L LL LH L HLL HHH
正逻 辑 负逻 辑 混合逻 辑
(A B F) (A B F) I:+ O:-
000 111 001
010 101 011
100 011 101
逻辑关系:
正逻 辑 负逻 辑 混合逻 辑 混合逻 辑 (I:+ O:-) (I:- O:+)
第三章 门电路
§3.1 概述 §3.2 分立元件门电路 §3.3 TTL与非门 §3.4 其它类型的TTL门电路 §3.5 MOS门电路
§3.1 概述
门： 电子开关
开门状态： 满足一定条件时，电路允
许信号通过 开关接通 。
关门状态： 条件不满足时，信号通不 过 开关断开 。
开关 作用
开关接通 正向导通：
AB
F
0V 0V 0.3V 0
0
0
0V 3V 0.3V 0
1
0
3V
0V 0.3V
1
0
0
3V
3V 3.3V 1
1
1
真值表: n个变量 N=2n 种组合
真值表
输 入 输出
AB
F
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
功能： 当A与B都为高时， 输出F才为高。 F是A和B的与函数 逻辑式：F=A • B
“•”:逻辑与运算 逻辑乘法运算
A
F
B
A
二极管或门 B
任 1则 1 口诀： 全 0 则 0 F
波形图（时序图）
三、三极管非门
+12V +2.5V 工作情况:
1)当UA=0.3V时:
1K
D
3.2V A 1.5K P T =30
0.3V
18K
设:T截止 F
要求: UBE0.5V
-12V
保证UA=0.3V时, 三极管可靠截止
“–”:逻辑非运算 逻辑求反运算
逻辑符号：
1 A
求反运算 波形图（时序图）
F
A 三极管非门
F
四、DTL电路
(Diode —Transistor Logic)
与 非 门：
+12V
+12V +2.5V
R 3.9K
1K
D
D1 A
D2
1.5K P
A•B 18K
F =30 A • B
B
二极管与门
-12V 三极管非门
二极管
开关断开
反向截止： C
饱和区： B
开关接通
三极管 （C,E)
C E
截止区：开关断开 B
E
§3.2 分立元件门电路
一、二极管与门
+12V
uA
uB
uF
3V A
R 3.9K
D1
0V
F 0V
0V 0.3V 3V 0.3V
D2
0V B
3V 0V 0.3V 3V 3V 3.3V
逻辑变量
逻辑函数 ( uD=0.3V )
正逻辑极性指定 负逻辑极性指定
规定
高电位：1 低电位：0
高电位：0 低电位：1
I:正逻辑
I:负逻辑
混合逻辑 （input)
O:负逻辑
O:正逻辑
(output)
一般采用正逻辑
“1”
3V 0V
“0”
+12V
“1”
R 3.9K
D1 A
3“0”
真 值 表:
uA
uB
uF
输 入 输出
2)当UA=3.2V时:
设:T饱和导通.
+12V+2.5V
T的UCES = 0.3V, UBE = 0.7V。
1K
D 即UF = 0.3V, D截止。
A 1.5K P 3.2V 18K
T =30
检验T饱和条件:
F
IB IBs
=
ICS
临界饱和
-12V
基极电流
+12V +2.5V 先计算IBS:
111 000 110
混合逻 辑
I:- O:+
110 100 010 001
正逻 辑 负逻 辑 混合逻辑 混合逻辑
(I:+ O:-) (I:- O:+)
逻辑式：F=A•B F=A+B F=A•B F=A+B
逻辑关系: 正与门; 负或门; 混合逻辑 与非门,或非门。
注意：若无特殊说明，一般均采用正逻辑。
采用不同的逻辑极性，则实现的逻辑关系也不同。
+12V
例：二极管与门
3V A
（正逻辑）
B 0V
R F 3.3V
0.3V
电平状态表
逻 辑 真值表
AB F
L LL LH L HLL HHH
正逻 辑 负逻 辑 混合逻 辑
(A B F) (A B F) I:+ O:-
000 111 001
010 101 011
逻辑符号：
A&
F
B
A
二极管与门 B
任0则0
口诀： 全1则1
F
波形图（时序图）
二、二极管或门
A B 3V 0V
D1
F
D2
R 2.7V
-0.3V
-12V
uA
uB
uF
0V 0V - 0.3V 0V 3V 2.7V
3V 0V 2.7V 3V 3V 2.7V
( uD=0.3V )
D1
A
D2
B
“1” R
F “1”
当UA=0.3V时:
箝位二极管
+12V+2.5V 设:IB=0
-12/18 +0.3/1.5
1K
D Up =
1/18 +1/1.5
A 1.5K P
F
T =30
=-1.8V
0.3V 18K IB
3.2V Up<0.5V T截止
-12V
D导通,起箝位作用: UD=0.7V
UF=2.5V +0.7V=3.2V
3V
2.7V
-12V
0V
-0.3V
“0”
“0”
真值表
输 入 输出
AB
F
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
真值表
输 入 输出
AB
F
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
功能： 当A或者B任意有一个为 高，或同时都为高时， 输出F就为高。
F是A和B的或函数。 逻辑式：F=A + B
“+”:逻辑或运算 逻辑加法运算
逻辑符号：
与非门：
A&
逻辑符号：
F
B
逻辑式： F = A • B
任0则1 口诀： 全 1 则 0
或 非 门：
+12V +3V
D1
A
D2
B
1K
D
1.5K P
A+B 18K
F =30 A + B
R 二极管或门
-12V
-12V 三极管非门
或非门：
A
逻辑符号：
F
B
逻辑式： F = A B
任 1则 0 口诀： 全 0 则 1