逻辑和逻辑门电路资料
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本教材使用正逻辑系统
6
6.4.1 基本逻辑门电路
1. “与”逻辑和与门
A
B
+
220V
F
-
+12V
A D1
F
B D2
状态表 ABF
00 0 01 0 10 0 11 1
设：开关断开、灯不亮用逻 辑 “0”表示，开关闭合、 灯亮用 逻辑“1”表示。
逻辑表达式：F =A •B
“与”逻辑关系是指当决定 某事件的条件全部具备时，该 事件才发生。
入、输出电平匹配。
13
6.4.2 TTL门电路
TTL (Transistor-Transistor Logic
集 成 门
双极型
Integrated Circuit , TTL) ECL
电
PMOS
路 MOS型（Metal-Oxide-
NMOS
Semiconductor，MOS）
CMOS
TTL — Transistor-Transistor- Logic
集成电路的优点： 体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、输 出电平匹配。 根据电路内部的结构，可分为DTL、TTL、HTL、 MOS管集成门电路。
§6.4.2 TTL门电路
分立元件门电路的缺点： 体积大、工作不可靠。 需要不同电源。 各种门的输入、输出电平不匹配。
集成电路的优点： 体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输
+5V
&
ui
u0
测试电路
22
TTL与非门的主要特性参数：
1）电压传输特性
UOH u0(V输) 出高电平
(3.6V)
UOH
u0(V)
典型值3.6V，
(3.6V)
2.4V为合格
输出低电平
UOL (0.3V)
1 2 3 ui(V)
阈值UT=1.4V
理想的传输特性
典型值0.3V，
0.4V为合格
UOL
ui(V)
高电平！
18
§6.4.2 TTL门电路
工作原理
输1.入T全TL为电与高位非被电门钳平（3.6V）时
在2.1V R1 全反偏
R2 T2饱和 R4
+5V
“1” A
B C
T1
T3 T2
R5
T4 T5饱和
F
全导通
T5
R3
19
§6.4.2 TTL门电路 输1.入T全TL为与高非电门平（3.6V）时
全反偏
“1” A
逻辑符号
A
&
F
B
7
6.4.1 基本逻辑门电路
2. “或”逻辑和或门 A D1
A
+
B
B D2
220V
F
-
逻辑表达式： F = A + B
“或”逻辑关系是指当决定某事 件的条件之一具备时，该事件就 发生。
F
-12V A B
真值表
A
B
F
0
00
0
11
1
01
1
11
逻辑符号 1 F
8
6.4.1 基本逻辑门电路
第六章 门电路和组合逻辑电路
6.1 数字电路概述 6.2 数字电路中数的表示方法 6.3 晶体管开关作用 6.4 逻辑门电路 6.5 组合逻辑电路的分析与综合 6.6 数字组合逻辑电路
6.3 晶体管的开关作用
数字电路是利用晶体管的开关作用进行工作的。
+UCC
来自百度文库
RC
RB
UO
Ui
IC(mA ) 4
Q1 3
不足以让
R1
T2、T5导通
1V
A
B
T1
C
R2
T3 T2
R5
“0”
三个PN结
R3
导通需2.1V
工作原理
+5V
R4
T4
F
T5
17
§6.4.2 TTL门电路 任1.一TT输L入与为非低门电平（0.3V）时
R1 R2
1V
A
B
T1
C
T3 R5
工作原理 +5V
R4 拉电流
T4 F
“0”
Io
uo=5-uR2-ube3-ube43.6V
2
1
０3 6
100A
80A 60A 40A 20A Q2 IB=0 9 12 UCE(V)
6.3 晶体管的开关作用
数字电路是利用晶体管的开关作用进行工作的。
+UCC
3V
RC
0V RB
Ui
UO
截饱止和
相当于 开关断开
+UCC RC
uO uO 0(0)
C
E
相当于
开关闭合
+UCC RC
uO
C
uO UCC(1)
3. “非”逻辑和非门
+12V +3V
+R
220V
AF
-
D R1
A R2 F
逻辑表达式：F = A
状态表
A
F
0
1
1
0
逻辑符号
1
F
A
“非”逻辑关系是否定或相反的意思。
9
例：根据输入波形画出输出波形
A B
&
F1
A B
>1
A
B F1 F2
F2
10
6.4.1 基本逻辑门电路
4. 复合逻辑与复合门电路
F A•B•C FABC
E
6.3 晶体管的开关作用
+ucc
uA
t
R1
A R2
F
uF
t
+ucc
（三极管截止）
0.3V 饱和压降
6.4 逻辑门电路 6.4.1 基本逻辑门电路
逻辑：事物的因果关系，也称为逻辑关系。 逻辑关系：与、或、非、与非、或非、同或、异或等。
门电路: “门”是一种开关，在一定条件下能允许信号通过。 逻辑门电路：门电路的输入与输出之间满足一定的逻辑关系， 又称为逻辑门电路。
B C
R1
T1
R2
1V T3
T2
R5
工作原理
+5V
R4
截止 T4
F
全导通
T5
R3
20
§6.4.2 TTL门电路 输1.入T全TL为与高非电门平（3.6V）时
R1 R2
“1” A B
T1
T2
C
F ABC
R3
工作原理 +5V
灌电流
uF=0.3V
F
T5
Io
21
TTL与非门的主要特性参数： 1）电压传输特性
F AB AB AB
与非：条件A、B、 或非：条件A、B、 异或：条件A、B有
C 都具备，则F C任一具备，则F 一个具备，另一个
不发生。
不发生。
不具备则F 发生。
A
&F
A
1 F
A =1 F
B
B
B
C
C
6.4.1 基本逻辑门电路
分立元件门电路的缺点
体积大、工作不可靠。 需要不同电源。
各种门的输入、输出电平不匹配。
(0.3V) 1 2 3
0.7V11.3.4VV
传输特性曲线
23
TTL与非门的主要特性参数： 1）电压传输特性
ui<UT时，认为ui是低电平。 ui>UT时，认为ui是高电平。
逻辑门电路包括： 与门、非门、或门、与非门、或非门、同或门、异或门等
6.4.1 基本逻辑门电路
门电路是用以实现逻辑关系的电子电路。 门电路的输入和输出信号都是用电位的高低来表示， 而电位的高低用“1”、“0”两种状态来表示。 正逻辑系统：高电平用“1”表示，低电平用“0”表示。 负逻辑系统：高电位用“0”表示，低电平用“1”表示。
§6.4.2 TTL门电路
1. TTL与非门
内部结构
R1
360Ω
A
b1 c1
B
T1
C
+5V
R2
R4
750 Ω
T3
T2
T4
R5
F
T5 R3
15
§6.4.2 TTL门电路
1. TTL与非门
内部结构
+5V
R1
+5V
A
b1 c1
A
D1
c1
B C
T1
B
D2
与门
C
D2
16
§6.4.2 TTL门电路 任1.一TT输L入与为非低门电平（0.3V）时
6
6.4.1 基本逻辑门电路
1. “与”逻辑和与门
A
B
+
220V
F
-
+12V
A D1
F
B D2
状态表 ABF
00 0 01 0 10 0 11 1
设：开关断开、灯不亮用逻 辑 “0”表示，开关闭合、 灯亮用 逻辑“1”表示。
逻辑表达式：F =A •B
“与”逻辑关系是指当决定 某事件的条件全部具备时，该 事件才发生。
入、输出电平匹配。
13
6.4.2 TTL门电路
TTL (Transistor-Transistor Logic
集 成 门
双极型
Integrated Circuit , TTL) ECL
电
PMOS
路 MOS型（Metal-Oxide-
NMOS
Semiconductor，MOS）
CMOS
TTL — Transistor-Transistor- Logic
集成电路的优点： 体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、输 出电平匹配。 根据电路内部的结构，可分为DTL、TTL、HTL、 MOS管集成门电路。
§6.4.2 TTL门电路
分立元件门电路的缺点： 体积大、工作不可靠。 需要不同电源。 各种门的输入、输出电平不匹配。
集成电路的优点： 体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输
+5V
&
ui
u0
测试电路
22
TTL与非门的主要特性参数：
1）电压传输特性
UOH u0(V输) 出高电平
(3.6V)
UOH
u0(V)
典型值3.6V，
(3.6V)
2.4V为合格
输出低电平
UOL (0.3V)
1 2 3 ui(V)
阈值UT=1.4V
理想的传输特性
典型值0.3V，
0.4V为合格
UOL
ui(V)
高电平！
18
§6.4.2 TTL门电路
工作原理
输1.入T全TL为电与高位非被电门钳平（3.6V）时
在2.1V R1 全反偏
R2 T2饱和 R4
+5V
“1” A
B C
T1
T3 T2
R5
T4 T5饱和
F
全导通
T5
R3
19
§6.4.2 TTL门电路 输1.入T全TL为与高非电门平（3.6V）时
全反偏
“1” A
逻辑符号
A
&
F
B
7
6.4.1 基本逻辑门电路
2. “或”逻辑和或门 A D1
A
+
B
B D2
220V
F
-
逻辑表达式： F = A + B
“或”逻辑关系是指当决定某事 件的条件之一具备时，该事件就 发生。
F
-12V A B
真值表
A
B
F
0
00
0
11
1
01
1
11
逻辑符号 1 F
8
6.4.1 基本逻辑门电路
第六章 门电路和组合逻辑电路
6.1 数字电路概述 6.2 数字电路中数的表示方法 6.3 晶体管开关作用 6.4 逻辑门电路 6.5 组合逻辑电路的分析与综合 6.6 数字组合逻辑电路
6.3 晶体管的开关作用
数字电路是利用晶体管的开关作用进行工作的。
+UCC
来自百度文库
RC
RB
UO
Ui
IC(mA ) 4
Q1 3
不足以让
R1
T2、T5导通
1V
A
B
T1
C
R2
T3 T2
R5
“0”
三个PN结
R3
导通需2.1V
工作原理
+5V
R4
T4
F
T5
17
§6.4.2 TTL门电路 任1.一TT输L入与为非低门电平（0.3V）时
R1 R2
1V
A
B
T1
C
T3 R5
工作原理 +5V
R4 拉电流
T4 F
“0”
Io
uo=5-uR2-ube3-ube43.6V
2
1
０3 6
100A
80A 60A 40A 20A Q2 IB=0 9 12 UCE(V)
6.3 晶体管的开关作用
数字电路是利用晶体管的开关作用进行工作的。
+UCC
3V
RC
0V RB
Ui
UO
截饱止和
相当于 开关断开
+UCC RC
uO uO 0(0)
C
E
相当于
开关闭合
+UCC RC
uO
C
uO UCC(1)
3. “非”逻辑和非门
+12V +3V
+R
220V
AF
-
D R1
A R2 F
逻辑表达式：F = A
状态表
A
F
0
1
1
0
逻辑符号
1
F
A
“非”逻辑关系是否定或相反的意思。
9
例：根据输入波形画出输出波形
A B
&
F1
A B
>1
A
B F1 F2
F2
10
6.4.1 基本逻辑门电路
4. 复合逻辑与复合门电路
F A•B•C FABC
E
6.3 晶体管的开关作用
+ucc
uA
t
R1
A R2
F
uF
t
+ucc
（三极管截止）
0.3V 饱和压降
6.4 逻辑门电路 6.4.1 基本逻辑门电路
逻辑：事物的因果关系，也称为逻辑关系。 逻辑关系：与、或、非、与非、或非、同或、异或等。
门电路: “门”是一种开关，在一定条件下能允许信号通过。 逻辑门电路：门电路的输入与输出之间满足一定的逻辑关系， 又称为逻辑门电路。
B C
R1
T1
R2
1V T3
T2
R5
工作原理
+5V
R4
截止 T4
F
全导通
T5
R3
20
§6.4.2 TTL门电路 输1.入T全TL为与高非电门平（3.6V）时
R1 R2
“1” A B
T1
T2
C
F ABC
R3
工作原理 +5V
灌电流
uF=0.3V
F
T5
Io
21
TTL与非门的主要特性参数： 1）电压传输特性
F AB AB AB
与非：条件A、B、 或非：条件A、B、 异或：条件A、B有
C 都具备，则F C任一具备，则F 一个具备，另一个
不发生。
不发生。
不具备则F 发生。
A
&F
A
1 F
A =1 F
B
B
B
C
C
6.4.1 基本逻辑门电路
分立元件门电路的缺点
体积大、工作不可靠。 需要不同电源。
各种门的输入、输出电平不匹配。
(0.3V) 1 2 3
0.7V11.3.4VV
传输特性曲线
23
TTL与非门的主要特性参数： 1）电压传输特性
ui<UT时，认为ui是低电平。 ui>UT时，认为ui是高电平。
逻辑门电路包括： 与门、非门、或门、与非门、或非门、同或门、异或门等
6.4.1 基本逻辑门电路
门电路是用以实现逻辑关系的电子电路。 门电路的输入和输出信号都是用电位的高低来表示， 而电位的高低用“1”、“0”两种状态来表示。 正逻辑系统：高电平用“1”表示，低电平用“0”表示。 负逻辑系统：高电位用“0”表示，低电平用“1”表示。
§6.4.2 TTL门电路
1. TTL与非门
内部结构
R1
360Ω
A
b1 c1
B
T1
C
+5V
R2
R4
750 Ω
T3
T2
T4
R5
F
T5 R3
15
§6.4.2 TTL门电路
1. TTL与非门
内部结构
+5V
R1
+5V
A
b1 c1
A
D1
c1
B C
T1
B
D2
与门
C
D2
16
§6.4.2 TTL门电路 任1.一TT输L入与为非低门电平（0.3V）时