数字电路逻辑门
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环境温度（℃）
54
4.5 ~ 5.5
－55 ~ +125
74
4.75 ~ 5.25
0 ~ 70
18
自测练习： （1）所有TTL子系列的（
(a) 速度
）特性都相同。 (b) 电压
（2）TTL集成电路中，（ ）子系列速度最快。
（3）下列（ ）不是TTL集成电路。
(a）74LS00
(b) 74AS00
(c) 74HC00
3.1 集电极开路逻辑门
集电极开路与非门内部结构与输出端特点
普通与非门内部电路结构
T3饱和导通 时输出低电
平； T3截止时输
出端悬空
1
仿真演示：功能演示、普通门与OC门对比演示
OC与非门真值表
A
B
F
0
0
Z
0
1
Z
1
0
Z
1
1
0
2
集电极开路门，简称OC门。其特点是门电路内部 输出三极管的集电极开路。
4
多个OC门输出端连接在一起时实现“线与”功 能
仿 真 演 示
F F1 F2 F3 ABC
F F1 F2 AB CD
5
普通的逻辑门电 路不能进行线与！
6
T4饱和导通
原
T3截止输出1
因
解
释
T3饱和导通 T4截止输出0
7
集电极开路逻辑门的应用
OC门用来实现电平转换：
仿真演示
OC门用作大电流驱动器：
仿真演示
10
三态门的应用：
三态门用于总线分时传输 ：
仿真演示
11
用三态门实现数据双向传输 ：
12
3.3 集成电路逻辑门
主要内容：
TTL集成逻辑门的概念 比较各种TTL系列的特性 CMOS集成逻辑门的概念 集成电路逻辑门的性能参数 计算具体逻辑器件的扇出系数 TTL与CMOS两种集成电路在混合应用时的接口
13
3.3.1 概述
把若干个有源器件和无源器件及其连线，按照一 定的功能要求，制作在一块半导体基片上，这样 的产品叫集成电路。
最简单的数字集成电路是集成逻辑门。 集成电路的优点：如体积小、耗电省、重量轻、
可靠性高 数字集成电路的规模一般是根据门的数目来划分
的 ：有SSI ，MSI ，LSI ，VLSI 等。 集成电路逻辑门应用最广的两类： TTL门、
又如： 74LS00和74LS08表示同一系列中的不同型 号，即具有不同的逻辑功能，前者为集成与非门，后 者为集成与门。
17
TTL系列速度及功耗的比较:
速度
TTL 系列
功耗
最快
74AS
最小
74S
74ALS
74LS
74
最慢
74L
最大
54系列与74系列的比较：
系列
电源电压（V）
TTL 系列
74L 74ALS 74LS 74AS 74 74S
speed CMOS）。
20
74系列3.3V CMOS门电路的基本子系列如下： 74LVC：低压CMOS（Lower-voltage CMOS）。 74ALVC：先进低压CMOS（Advanced Lower-voltage CMOS）。
74HC系列和74C系列的功能和管脚布局与TTL系列相 同。它们可在＋5V电源电压下工作，这使得工作在同一印刷 电路板上的CMOS和TTL集成电路可以共用一组电源，但两 者不能直接连接。
CMOS门。
14
3.3.2 TTL集成电路逻辑门
TTL门电路由双极型三极管构成，其特点是速度快、 抗静电能力强，但其功耗较大，不适宜做成大规 模集成电路。
TTL门电路有74（民用）和54（军用）两大系列， 每个系列中又有若干子系列。
15
(1)54/74：标准系列(standard TTL)； (2) 54L/ 74L：低功耗系列(Low-power TTL)； (3) 54H/ 74H：高速系列(High-speed TTL)； (4) 54S/ 74S：肖特基系列(Schottky TTL)； (5) 54AS/ 74AS：高级肖特基系列(Advanced Schottky TTL) ； (6) 54LS/ 74LS：低功耗肖特基系列(Low-power Schottky TTL) ； (7) 54ALS/ 74ALS：高级低功耗肖特基系列
74HCT系列为74HC系列的改进产品，它有和TTL器件 相同的高低电平、逻辑功能和管脚布局，即完全兼容TTL集 成电路，同时又有比TTL集成电路小得多的功耗这一优点。
(d) 74ALS00
（Βιβλιοθήκη Baidu）下列集成电路中，同一系列的芯片是（ ） ，
逻辑功能相同的是（ ）。
7400、74LS00、 74LS04、7404
19
3.3.3 CMOS集成电路逻辑门
CMOS集成门电路由MOS场效应管构成，它的特点是集成 度高、功耗低，但速度较慢、抗静电能力差。
同TTL门电路一样，CMOS门电路也有74和54两大系列。 74系列5V CMOS门电路的基本子系列如下：
(Advanced Low-power Schottky TTL) ；
16
“74LS32”表示的含义：
74/54后的不同字母表示不同的系列，即性能参数值 不同；
字母后的数字表示该系列中的不同型号，即具有 不同的逻辑功能。
如：7400、74S00、74L00、74LS00表示不同的系 列，但具有相同的逻辑功能即都是集成与非门。
74C：CMOS。 74HC和74HCT：高速CMOS（High-speed CMOS），T
表示和TTL直接兼容。 74AC和74ACT：先进CMOS（Advanced CMOS），它
们提供了比TTL系列更高的速度和更低的功耗。 74AHC和AHCT：先进高速CMOS（Advanced High-
OC门输出低电平时比普通门 电路吸收更多电流。如7406可 吸收40mA。
8
3.2 三态逻辑门
三态输出逻辑门（简称TS门）有三种逻辑状态，即0、 1、Z。第三种状态为高阻状态(Z)。
T3、T4均 截止
输出端悬空
9
三态逻辑门符号与功能：
控制端EN高电平有效
74ls125/126/368
控制端EN低电平有效
使用时，必须外接“上拉电阻RP” ，才能实现正常 逻辑功能。（仿真演示）
上拉电阻RP的作用：把OC门的输出“悬空状态” 对外变成“高电平”，OC门本身的特性并未改变。
OC与非门的逻辑符号 ：
3
上述多个集电极开路输出端可以连接在一起：
上拉电阻
T3
T3
T3
当任一个三极管处于饱和状态时，输出低电平； 当三个三极管均处于截止状态时，输出高电平。
54
4.5 ~ 5.5
－55 ~ +125
74
4.75 ~ 5.25
0 ~ 70
18
自测练习： （1）所有TTL子系列的（
(a) 速度
）特性都相同。 (b) 电压
（2）TTL集成电路中，（ ）子系列速度最快。
（3）下列（ ）不是TTL集成电路。
(a）74LS00
(b) 74AS00
(c) 74HC00
3.1 集电极开路逻辑门
集电极开路与非门内部结构与输出端特点
普通与非门内部电路结构
T3饱和导通 时输出低电
平； T3截止时输
出端悬空
1
仿真演示：功能演示、普通门与OC门对比演示
OC与非门真值表
A
B
F
0
0
Z
0
1
Z
1
0
Z
1
1
0
2
集电极开路门，简称OC门。其特点是门电路内部 输出三极管的集电极开路。
4
多个OC门输出端连接在一起时实现“线与”功 能
仿 真 演 示
F F1 F2 F3 ABC
F F1 F2 AB CD
5
普通的逻辑门电 路不能进行线与！
6
T4饱和导通
原
T3截止输出1
因
解
释
T3饱和导通 T4截止输出0
7
集电极开路逻辑门的应用
OC门用来实现电平转换：
仿真演示
OC门用作大电流驱动器：
仿真演示
10
三态门的应用：
三态门用于总线分时传输 ：
仿真演示
11
用三态门实现数据双向传输 ：
12
3.3 集成电路逻辑门
主要内容：
TTL集成逻辑门的概念 比较各种TTL系列的特性 CMOS集成逻辑门的概念 集成电路逻辑门的性能参数 计算具体逻辑器件的扇出系数 TTL与CMOS两种集成电路在混合应用时的接口
13
3.3.1 概述
把若干个有源器件和无源器件及其连线，按照一 定的功能要求，制作在一块半导体基片上，这样 的产品叫集成电路。
最简单的数字集成电路是集成逻辑门。 集成电路的优点：如体积小、耗电省、重量轻、
可靠性高 数字集成电路的规模一般是根据门的数目来划分
的 ：有SSI ，MSI ，LSI ，VLSI 等。 集成电路逻辑门应用最广的两类： TTL门、
又如： 74LS00和74LS08表示同一系列中的不同型 号，即具有不同的逻辑功能，前者为集成与非门，后 者为集成与门。
17
TTL系列速度及功耗的比较:
速度
TTL 系列
功耗
最快
74AS
最小
74S
74ALS
74LS
74
最慢
74L
最大
54系列与74系列的比较：
系列
电源电压（V）
TTL 系列
74L 74ALS 74LS 74AS 74 74S
speed CMOS）。
20
74系列3.3V CMOS门电路的基本子系列如下： 74LVC：低压CMOS（Lower-voltage CMOS）。 74ALVC：先进低压CMOS（Advanced Lower-voltage CMOS）。
74HC系列和74C系列的功能和管脚布局与TTL系列相 同。它们可在＋5V电源电压下工作，这使得工作在同一印刷 电路板上的CMOS和TTL集成电路可以共用一组电源，但两 者不能直接连接。
CMOS门。
14
3.3.2 TTL集成电路逻辑门
TTL门电路由双极型三极管构成，其特点是速度快、 抗静电能力强，但其功耗较大，不适宜做成大规 模集成电路。
TTL门电路有74（民用）和54（军用）两大系列， 每个系列中又有若干子系列。
15
(1)54/74：标准系列(standard TTL)； (2) 54L/ 74L：低功耗系列(Low-power TTL)； (3) 54H/ 74H：高速系列(High-speed TTL)； (4) 54S/ 74S：肖特基系列(Schottky TTL)； (5) 54AS/ 74AS：高级肖特基系列(Advanced Schottky TTL) ； (6) 54LS/ 74LS：低功耗肖特基系列(Low-power Schottky TTL) ； (7) 54ALS/ 74ALS：高级低功耗肖特基系列
74HCT系列为74HC系列的改进产品，它有和TTL器件 相同的高低电平、逻辑功能和管脚布局，即完全兼容TTL集 成电路，同时又有比TTL集成电路小得多的功耗这一优点。
(d) 74ALS00
（Βιβλιοθήκη Baidu）下列集成电路中，同一系列的芯片是（ ） ，
逻辑功能相同的是（ ）。
7400、74LS00、 74LS04、7404
19
3.3.3 CMOS集成电路逻辑门
CMOS集成门电路由MOS场效应管构成，它的特点是集成 度高、功耗低，但速度较慢、抗静电能力差。
同TTL门电路一样，CMOS门电路也有74和54两大系列。 74系列5V CMOS门电路的基本子系列如下：
(Advanced Low-power Schottky TTL) ；
16
“74LS32”表示的含义：
74/54后的不同字母表示不同的系列，即性能参数值 不同；
字母后的数字表示该系列中的不同型号，即具有 不同的逻辑功能。
如：7400、74S00、74L00、74LS00表示不同的系 列，但具有相同的逻辑功能即都是集成与非门。
74C：CMOS。 74HC和74HCT：高速CMOS（High-speed CMOS），T
表示和TTL直接兼容。 74AC和74ACT：先进CMOS（Advanced CMOS），它
们提供了比TTL系列更高的速度和更低的功耗。 74AHC和AHCT：先进高速CMOS（Advanced High-
OC门输出低电平时比普通门 电路吸收更多电流。如7406可 吸收40mA。
8
3.2 三态逻辑门
三态输出逻辑门（简称TS门）有三种逻辑状态，即0、 1、Z。第三种状态为高阻状态(Z)。
T3、T4均 截止
输出端悬空
9
三态逻辑门符号与功能：
控制端EN高电平有效
74ls125/126/368
控制端EN低电平有效
使用时，必须外接“上拉电阻RP” ，才能实现正常 逻辑功能。（仿真演示）
上拉电阻RP的作用：把OC门的输出“悬空状态” 对外变成“高电平”，OC门本身的特性并未改变。
OC与非门的逻辑符号 ：
3
上述多个集电极开路输出端可以连接在一起：
上拉电阻
T3
T3
T3
当任一个三极管处于饱和状态时，输出低电平； 当三个三极管均处于截止状态时，输出高电平。