数字电子逻辑门电路

必有一个二极 管导通
A、B当中 有一个是低 电平0v
使F为0.7v
2 分立元件门电路
2.1 二极管与门 最简单的与门可以用二极管和电阻组成。设 VCC=5v，A、B端输入的高低电平分别为 VIH=3v,VIL=0v，二极管VD1、VD2的正向导通压 降VDF=0.7v。
F为3.7v
A、B同时为 高电平3v
F A C
四、TTL异或门电路 首先将异或公式变换一下：
F A B AB AB AB AB A B
输入级
中间级
输出级
五、集成TTL同或门电路 首先将同或公式变换一下：
F=A B A B A B A B A AB B AB
输入级
中间级
输出级
六、TTL三态门电路 所谓“三态”，即输出不仅有“0”、“1”两 态，还有第三态，即高阻态。
A B F
0
0 1 1
0
1 0 1
0
1 1 1
F=A+B
2.3 三极管非门
VT管截止
F为高电 平3v
A为低电 平0v
2.3 三极管非门
VT管饱和 导通
F为低电 平0.3v
A为高电 平3v 输出、输出的逻辑关 系为：
FA
3 TTL集成门电路
3.1 TTL集成门电路的结构 TTL集成门电路的结构一般分为三级，即输 入级、中间级和输出级。
F AB
EN=1
六、TTL三态门电路 所谓“三态”，即输出不仅有“0”、“1”两 态，还有第三态，即高阻态。
导通 截止
输出呈 高阻态
EN=0
截止
七、集电极开路的门电路(OC门) 我们知道，推拉式输出 电路结构具有输出电阻很低 的优点，但有一定的局限性。 首先不能把它们的输出端并 联使用。其次，在采用推拉 式输出级的门电路中，电流 一经确定，输出的高电平就 固定了，因而无法满足对不 同输出高低电平的要求。此 外，推拉式电路结构也不能 满足驱动较大电流且高电压 的负载的要求。
则输入、输出逻辑电平列表为：
A(v) 0 0 3 3 B(v) 0 3 0 3 F(v) 0.7 0.7 0.7 3.7
如果规定2v以上为高电平，用逻辑1状态表 示；1v以下为低电平，用逻辑0表示。则逻辑 电平列表改写成真值表为：
A 0 0 B 0 1 F 0 0
F=AB
1
1
0
1
0
1
2.2 二极管或门 最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成。
数字电子逻辑门电路
1 概述 2 分立元件门电路 3 TTL集成门电路
4 MOS门电路
5 TTL电路与CMOS电路的接口 6 门电路的VHDL描述
逻辑门电路
1 概述
用以实现基本逻辑运算和符合逻辑运算的单 元电路称为门电路。常用的门电路有与门、或 门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或 门、同或门等。
特点：要接 负载电阻RL 和驱动电压 VCC，实现 高压、大电 流驱动。
(a)
(b)
特点：具 有控制VT1、 VT2均截止 的电路，当 控制有效时， 输出端F呈 高阻态；当 控制无效时， 按逻辑门正 常功能输出 0，1两态。
3.输出级形式 TTL集成门电路输出有四种输出形式，即(a) 集电极开路输出，(b)三态门输出，(c)图腾柱输 出，(d)复合管和图腾柱输出。
为典型的单变量C 输入的分相器
为典型的复合管和 图腾柱输出形式
二、TTL与门电路
F=AB
输入级
中间级
输出级
பைடு நூலகம்
三、与或非门和或非门电路
输入级 中间级 输出级
F AB CD
由两个独立的 与门电路组成
为A+B典 型分相器
由典型的复合管和 图腾柱输出构成
或非门电路构成： 在与或非门电路的基础上，去除输入 级发射极B和D，即输入级就是单发射极 三极管，或者在与或非门电路中，在B、 D加固定的高电平“1”，就构成了或非门 电路。 其输出与输入变量的逻辑关系为：
根据以上分析，不难得到n个变量之(或)的 分相器。
其输出与输入变量的逻辑关系为：
F 1 A B C K F2 A B C K
3.输出级形式 TTL集成门电路输出有四种输出形式，即(a) 集电极开路输出，(b)三态门输出，(c)图腾柱输 出，(d)复合管和图腾柱输出。
门电路的种类：按是否集成分类有分立元件 逻辑门电路、集成逻辑门电路。而后者又分为 TTL门电路和MOS门电路等。
2 分立元件门电路
2.1 二极管与门 最简单的与门可以用二极管和电阻组成。设 VCC=5v，A、B端输入的高低电平分别为 VIH=3v,VIL=0v，二极管VD1、VD2的正向导通压 降VDF=0.7v。
特点：任何 时候作为输 出的两个三 极管，总有 一个处于截 止状态，而 另一个处于 饱和导通状 态，该电路 具有较强的 驱动能力。
特点：具 有图腾柱输 出和复合管 输出的特点， 有极强驱动 能力。
(c)
(d)
3.2 TTL门电路
一、TTL与非门电路
输入级 中间级 输出级
F AB
由多发射极三极管 VT1和电阻R1组成
完成信号输入 放大作用
完成信号处理 及耦合作用
完成驱动放 大作用
1.输入级形式
C=A C=AB
C=AB C=A+B
2.中间级形式 对于功能不同的门，这部分电路不一样。例如 TTL与非门中间级就是分相器；或非门中间级就 是线与电路。 ⑴ 单变量分相器
分相器的逻辑表达式 为：
F1 A F2 A
克服上述局限性的方法就是把输出级改为集 电极开路的三极管结构，做成集电极开路的门电 路。
A、B同时为 低电平0v
F为0v
2.2 二极管或门 最简单的或门电路也是由二极管和电阻组成。
A、B当中有一 个是高电平 F为高电 平2.3v
则输入、输出逻辑电平列表为：
A(v)
0 0 3 3
B(v)
0 3 0 3
F(v)
0 2.3 2.3 2.3
如果规定2v以上为高电平，用逻辑1状态表示； 1v以下为低电平，用逻辑0表示。则逻辑电平列 表改写成真值表为：
⑵ A+B分相器
A、B中 有一个为 高电平 F2必然为 高电平，F1 为低电平。
VT1、VT2必 有一个饱和 导通
⑵ A+B分相器
A、B均 为低电平
F2必然为 高电平，F1 为低电平。 输入、输出的逻辑关 系为： F1 A B VT1、VT2 都截止
F2 A B