第三章 逻辑门电路+6h

⒈开关作用（续）
Vcc=5V
临界饱和：Vbc＝0 V 时，T处于临界饱和 V i
ibIbs IcV cc R V Cces,V ce s0.3V 10K
饱和系数： B ib
I bs
B越大，饱和越深； 反之饱和则浅
1k Y
T
β =30
说明：因ib IbsIc VccR C 0.3
所以，临界饱和电流是由外电路（Rc）决定的， Rc不同，临界饱和电流是不一样的。
精品课件
例1:计算图示电路的临界饱和电流。
Vcc
解：
Ics
V cc
Vces－I RC
eRe
I cs RC＋ I e Re＝ Vcc Vces
ic↓ Rc
V i Rb
Vo
即： I bs RC＋（ 1＋ ） I bs Re＝ Vcc Vces ib→
T β =30
I bs＝
Vcc Vces RC＋（ 1＋ ）
精品课件
⒈二极管与门(续)
VA VB VF D1 D2
真值表: ABF
0V 0V 0.7V 通 通 0→低电位 0 0 0
实现
0V 5V 0.7V 通 止
010
了与
5V 0V 0.7V 止 通 1→高电位 1 0 0
逻辑
5V 5V 5 V 止 止
功能
111
⑶符号
A
A
A
&F
F
F
B
B
B
国标
惯用
国外
精品课件
精品课件
二、半导体二极管的开关特性
⒈开关作用
UD
D正偏→导通→UD很小→电路导通 +
UD ≈0.7V,硅管
Vi D
R
UD ≈0.3V,锗管
－
注:讲课如不特殊说明,均以硅管为例.
D反偏→截止→UD很大→电路断开
精品课件
⒉动态特性
+
反向恢复过程:
Vi
－
D正偏时，PN结电阻较小。加上反压后， V i
形成较大的I2；尔后，随着结电阻的增 加，反向电流逐渐减小，直至漏电流Is。
正逻辑←→负逻辑
⑵目的：化简和转换电路。
⑶方法：从后往前的奇数级上，输入、输出都取反，且 与门→或门，或门→与门，即可化简电路。
精品课件
正负逻辑转换举例
A&
B
C&
关闭 存储 下降
说明: ⑴转换时间：截止→导通 时间ton较
小
较大
导通→截止时间toff
精品⑵课件toff中 ts占主要部分。
三极管的开关特性
3V
0V RB ui
+UCC
RC
3V
uO T
截饱止和 0V
相当于 开关断开
精品课件
+UCC
RC
uO uO 0
C
E
相当于
开关闭合
+UCC RC
C uO uO UCC
S
开关闭合
R
相当于
S
开关断开
R
精品课件
三、半导体三极管的开关特性
Vcc=5V
⒈开关作用
ic 1k
Vbe Vbc
V i ib
Vo T
截止 反偏 反偏， ib＝ic ＝0，开关断开。 10K
β =30
放大 正偏 反偏， ic ＝ βib， 线性放大。
饱和 正偏 正偏， ib >Ibs ， 开关闭合。
精品课件
⒉ 二极管或门（D或门）
D1
5V A
⑴电路 ⑵原理
D2
0V
B
电位表：
VA VB 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
VF 0V 4.3V 4.3V 4.3V
D1 D2 止止 止通 通止 通通
0→低电位 1→高电位
真值表: ABF 000 011 101 111
精品课件
F
R
实现 了或 逻辑 功能
⑵同一个逻辑门电路，在不同逻辑定义下， 实现的逻辑功能不同。
⑶数字系统中，不是采用正逻辑就是采用 负逻辑，而不能混合使用。
本书中采用正逻辑系统。
精品课件
正负逻辑约定举例
电位表：
VA VB
VF
0V 0V 0.7V
0V 5V 0.7V
5V 0V 0.7V
5V 5V 5 V
D1 D2 通通 通止 止通 止止
A
1
A
或非门 B
YB
A
Y
B
Y
A
与非门 B
&
YA
B
Y
A
B
Y
A =1
A
异或门 B
YB
A
YB
Y
异或非门
A B
=
A
YB
A
Y
B
Y
国标
惯用
国外
精品课件
五、逻辑约定
⒈ 正逻辑 ⒉ 负逻辑
门电路的输入、输出电压定义为： 低电位→ 0
高电位→ 1 低电位→ 1
门电路的输入、输出电压定义为： 高电位→ 0
说明： ⑴前面所述基本门电路均以正逻辑定义。
第三章 逻辑门电路
§1 逻辑门电路 §2 TTL集成门电路 §3 MOS集成门电路
精品课件
§1 逻辑门电路
门：具有开关作用。 门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。
一、器件的开关作用
体现开关作用→静态特性 开关特性 转换过程→动态特性
Z＝0 →短路、相当开关闭合
理想开关特性
Z＝∞ →断路、相当开关断开
Re
ie↓
Re Vces=0.7 V
精品课件
Vcc=5V
⒉动态特性
Vi
1k
Vi
开关时间:
10K
T
Y
t
T从：
0
截止→导通 ，建立电荷需要时间 ic
0.9Icmax
→ton
0.1Icmax
导通→截止存储电荷消散需要时间 0
t
→toff
td tr
ts t f
t on t d t r
开启 延时 上升
t off t s t f
E
四、基本门电路
对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路
⒈二极管与门（D与门）
⑴电路 ⑵原理
D1
5V A
Vcc（5V） R
F
电位表： VA VB 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
VF 0.7V 0.7V 0.7V 5V
D1 D2 通通 通止 止通 止止
D2
0V
B
电路分析要求出输入的 各种组合与输出的关系
D1
5V A
D2
0V
B
Vcc（5V） R
F
正逻辑 真值表 F＝AB
ABF 000 010 100 111 正与逻辑
负逻辑 真值表 F＝A＋B 等价
精品课件
ABF 111 101 011 000 负或逻辑
⒊ 正负逻辑转换（只需了解）
⑴依据: FABFAB FAB FAB
一个门的输入和输出同 时取反，则：
⑶符号
A
A
A
≥1 F
＋F
F
B
B
Hale Waihona Puke Baidu
B
国标 国外
惯用
精品课件
⒊ 晶体管非门 (反相器)
⑴电路
⑵原理
电位表： VA VF T 0V 5V 止 5V 0.3V 通
⑶符号
A
F
1
国标
真值表: AF 01
10
A Rb
实现 了非 逻辑 功能
A
F
A
F
惯用 精品课件
国外
Vcc( 5V) Rc
F T
⒋ 复合门
把单级门电路级联起来,构成复合门,如:与非门、或非门等等。
UD
D
V1
反向恢复时间 tre
ID
电流由 I2VR2 0.1I2,所需的时间。 I1
说明: ⑴转换时间：截止→导通 较小
导通→截止较大
故D的开关时间以tre来衡量。
I2
tre
⑵Vi的最高频率以10 tre来取值。
精品课件
R
t
V2
0.1I 2
t
Is
二极管的开关特性
导截通止
D
3V 0V
3 V
R
0V
相当于