数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
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ui＝0V时，二极管截止， 如同开关断开，uo＝0V。
ui=5V 时的等效电路 ui ＝ 5V 时 ， 二 极 管 导 通 ， 如 同 0.7V的 电 压 源， uo ＝ 4.3V。
二极管的反向恢数复字逻时辑基础间逻辑限门电路制组合了逻辑二电路 极管的开关速度。
Vcc
只要能判断高 低电平即可
R
Vo
2.4.6
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
§ 2 逻辑门电路
门电路是用以实现逻辑关系的电 子电路，与我们所讲过的基本逻辑关 系相对应，门电路主要有：与门、或 门、与非门、或非门、异或门等。
在数字电路中，一般用高电平代 表1、低点平代表0，即所谓的正逻辑 系统。
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电 路。简称门电路。
uo=0.3V
－ －0.3V e
－
ui
Rb
Rc
1kΩ b
+VCC=+5V iC
c
uo
β =50
10kΩ iB
e
②ui=0.3V时，因为uBE<0.5V， iB=0，三极管工作在截止状 态，ic=0。因为ic=0，所以输 出电压：
uo=VCC=5V
③ui＝3V时，三极管导通， ①ui=1V时，三极管导通，基极电流：基极电流：
基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、 与非门、或非门、与或非门和异或门等。
逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。
获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件 的导通、截止（即开、关）两种工作状态。
2.1 二极管的开关特性 ＋ uD －
二极管符号： 正极
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
iBui Rb uBE1 10.0 7m A 0.0m 3 AiB3 100.7mA 0.23 mA
三极管临界饱和时的基极电流： 而
IBS ui R ucCE S5 5 0 0.1 3m A 0.09 m 4A
IBS0.09m 4 A
因为0<iB<IBS，三极管工作在放大 状态。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，输
工作状态 条件
偏置情况
工
作 集电极电流
特
点
ce 间 电 压
ce 间 等 效 电 阻
截止
放大
iB＝ 0 发射结反偏
0＜ iB＜ IBS 发射结正偏
集电结反偏 集电结反偏
uBE< 0， uBC< 0 uBE> 0， uBC< 0
iC＝ 0
iC＝ β iB
uCE＝ VCC
uCE＝ VCC－ iC R c
很大， 可 变 数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路 相当开关断开
因为iB>IBS，三极管工作在 饱和状态。输出电压：
出电压：
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
uo=uCE=UCC-iCRc=5-1.5×1=3.5V
uo＝UCES＝0.3V
§ 2.3 分立元件门电路
+Leabharlann Baidu2V
设二极管的饱和压降 为0.3伏。
A
D1
B
D2
F
uA
uB
uF
0 V 0 V 0 .3 V
0 V 3 V 0 .3 V
+12V +3V
（三极管的饱和压降
假设为0.3伏）
R1
A R2
D
F
uA
uF
3V
0 .3
三极管非门
0V
3 .3
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
+12V
A
D1
B
D2
+12V +3V
R1 R2
D
F
二极管与门
三极管非门
与非门
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
分立元件门电路的缺点
1. 体积大、工作不可靠。 2. 需要不同电源。 3. 各种门的输入、输出电平不匹配。
1
Vi
K
可用三极
0
管代替
K开------Vo=1, 输出高电平
K合------Vo=0, 输出低电平
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
2.2三极管的开关特性：
+Vcc
uA
R1
A R2
F
uF
+Vcc
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
t t
0.3V
三极管的开关特性
NPN 型三极管截止、放大、饱和 3 种工作状态的特点
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
教学要求
➢ 理解半导体器件的开关特性。 ➢ 理解TTL与非门，OC门，TSL门电路的内部结
构及工作原理。 ➢ 掌握TTL门电路的外部特性、参数和使用方法。 ➢ 重点、难点： ➢ TTL门电路的外部特性、参数和使用方法。 作业：P84 2.4.1 2.4.2 2.4.3
负极
U极i<管0.截5V止时，，iD二=0。IF iD (mA)
U BR
u D ( V)
0
0.5 0.7
Ui>0.5V时， 伏 安 特 性 二极管导通。
D
+
+
ui
RL uo
－
－
开关电路
D
D
+
ui=0V －
+ RL uuoo
－
+ +－
+
ui=5V 0.7V RL －
uu－oo
ui=0V 时的等效电路
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
§ 2.4 TTL集成门电路 与分立元件电路相比，集成电路具
有体积小、可靠性高、速度快的特点， 而且输入、输出电平匹配，所以早已广 泛采用。根据电路内部的结构，可分为 DTL、TTL、HTL、MOS管集成门电 路等。
目录
第 一 章 数字逻辑基础 第 二 章 逻辑门电路 第 三 章 组合逻辑电路的分析与设计 第 四 章 常用组合逻辑功能器件 第 五 章 触发器 第 六 章 时序逻辑电路的分析与设计 第 七 章 常用时序逻辑功能器件 第 八 章 半导体存储器和可编程逻辑器件 第 九 章 脉冲波形的产生与变换 第 十 章 数模与模数转换器
3 V 0 V 0 .3 V
二极管与门
3 V 3 V 3 .3 V
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
A D1
F
B D2
-12V
二极管或门
uA
uB
uF
0 V 0 V -0 .3 V
0 V 3 V 2 .7 V
3 V 0 V 2 .7 V
3 V 3 V 2 .7 V
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
嵌位二极管
饱和
iB＞ IBS 发射结正偏 集电结正偏 uBE> 0， uBC> 0
iC＝ ICS uCE ＝ U CE S＝
0.3V 很小， 相当开关闭合
+VCC Rc iC
Rb b c uo
ui
iB
e
iB(μA)
iC (mA) 直流负载线
80μA
VCC Q2 Rc
饱 和 区
放
Q
大
60μA 40μA 20μA
区
Q1 iB=0
0 0.5 uBE(V)
0 UCES
VCC uCE(V)
工作原理电路
输入特性曲线
输出特性曲线截止区
截止状态
＋
Rb b
ui=UIL<0.5V
－
+VCC
饱和状态
+VCC
c Rc
＋
＋
Rb b c Rc ＋＋
＋
e
uo=+VCC －
ui=UIH
iB≥IBS
0.7V
－
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
ui=5V 时的等效电路 ui ＝ 5V 时 ， 二 极 管 导 通 ， 如 同 0.7V的 电 压 源， uo ＝ 4.3V。
二极管的反向恢数复字逻时辑基础间逻辑限门电路制组合了逻辑二电路 极管的开关速度。
Vcc
只要能判断高 低电平即可
R
Vo
2.4.6
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
§ 2 逻辑门电路
门电路是用以实现逻辑关系的电 子电路，与我们所讲过的基本逻辑关 系相对应，门电路主要有：与门、或 门、与非门、或非门、异或门等。
在数字电路中，一般用高电平代 表1、低点平代表0，即所谓的正逻辑 系统。
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电 路。简称门电路。
uo=0.3V
－ －0.3V e
－
ui
Rb
Rc
1kΩ b
+VCC=+5V iC
c
uo
β =50
10kΩ iB
e
②ui=0.3V时，因为uBE<0.5V， iB=0，三极管工作在截止状 态，ic=0。因为ic=0，所以输 出电压：
uo=VCC=5V
③ui＝3V时，三极管导通， ①ui=1V时，三极管导通，基极电流：基极电流：
基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、 与非门、或非门、与或非门和异或门等。
逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。
获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件 的导通、截止（即开、关）两种工作状态。
2.1 二极管的开关特性 ＋ uD －
二极管符号： 正极
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
iBui Rb uBE1 10.0 7m A 0.0m 3 AiB3 100.7mA 0.23 mA
三极管临界饱和时的基极电流： 而
IBS ui R ucCE S5 5 0 0.1 3m A 0.09 m 4A
IBS0.09m 4 A
因为0<iB<IBS，三极管工作在放大 状态。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，输
工作状态 条件
偏置情况
工
作 集电极电流
特
点
ce 间 电 压
ce 间 等 效 电 阻
截止
放大
iB＝ 0 发射结反偏
0＜ iB＜ IBS 发射结正偏
集电结反偏 集电结反偏
uBE< 0， uBC< 0 uBE> 0， uBC< 0
iC＝ 0
iC＝ β iB
uCE＝ VCC
uCE＝ VCC－ iC R c
很大， 可 变 数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路 相当开关断开
因为iB>IBS，三极管工作在 饱和状态。输出电压：
出电压：
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
uo=uCE=UCC-iCRc=5-1.5×1=3.5V
uo＝UCES＝0.3V
§ 2.3 分立元件门电路
+Leabharlann Baidu2V
设二极管的饱和压降 为0.3伏。
A
D1
B
D2
F
uA
uB
uF
0 V 0 V 0 .3 V
0 V 3 V 0 .3 V
+12V +3V
（三极管的饱和压降
假设为0.3伏）
R1
A R2
D
F
uA
uF
3V
0 .3
三极管非门
0V
3 .3
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
+12V
A
D1
B
D2
+12V +3V
R1 R2
D
F
二极管与门
三极管非门
与非门
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
分立元件门电路的缺点
1. 体积大、工作不可靠。 2. 需要不同电源。 3. 各种门的输入、输出电平不匹配。
1
Vi
K
可用三极
0
管代替
K开------Vo=1, 输出高电平
K合------Vo=0, 输出低电平
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
2.2三极管的开关特性：
+Vcc
uA
R1
A R2
F
uF
+Vcc
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
t t
0.3V
三极管的开关特性
NPN 型三极管截止、放大、饱和 3 种工作状态的特点
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
教学要求
➢ 理解半导体器件的开关特性。 ➢ 理解TTL与非门，OC门，TSL门电路的内部结
构及工作原理。 ➢ 掌握TTL门电路的外部特性、参数和使用方法。 ➢ 重点、难点： ➢ TTL门电路的外部特性、参数和使用方法。 作业：P84 2.4.1 2.4.2 2.4.3
负极
U极i<管0.截5V止时，，iD二=0。IF iD (mA)
U BR
u D ( V)
0
0.5 0.7
Ui>0.5V时， 伏 安 特 性 二极管导通。
D
+
+
ui
RL uo
－
－
开关电路
D
D
+
ui=0V －
+ RL uuoo
－
+ +－
+
ui=5V 0.7V RL －
uu－oo
ui=0V 时的等效电路
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
§ 2.4 TTL集成门电路 与分立元件电路相比，集成电路具
有体积小、可靠性高、速度快的特点， 而且输入、输出电平匹配，所以早已广 泛采用。根据电路内部的结构，可分为 DTL、TTL、HTL、MOS管集成门电 路等。
目录
第 一 章 数字逻辑基础 第 二 章 逻辑门电路 第 三 章 组合逻辑电路的分析与设计 第 四 章 常用组合逻辑功能器件 第 五 章 触发器 第 六 章 时序逻辑电路的分析与设计 第 七 章 常用时序逻辑功能器件 第 八 章 半导体存储器和可编程逻辑器件 第 九 章 脉冲波形的产生与变换 第 十 章 数模与模数转换器
3 V 0 V 0 .3 V
二极管与门
3 V 3 V 3 .3 V
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
A D1
F
B D2
-12V
二极管或门
uA
uB
uF
0 V 0 V -0 .3 V
0 V 3 V 2 .7 V
3 V 0 V 2 .7 V
3 V 3 V 2 .7 V
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路
嵌位二极管
饱和
iB＞ IBS 发射结正偏 集电结正偏 uBE> 0， uBC> 0
iC＝ ICS uCE ＝ U CE S＝
0.3V 很小， 相当开关闭合
+VCC Rc iC
Rb b c uo
ui
iB
e
iB(μA)
iC (mA) 直流负载线
80μA
VCC Q2 Rc
饱 和 区
放
Q
大
60μA 40μA 20μA
区
Q1 iB=0
0 0.5 uBE(V)
0 UCES
VCC uCE(V)
工作原理电路
输入特性曲线
输出特性曲线截止区
截止状态
＋
Rb b
ui=UIL<0.5V
－
+VCC
饱和状态
+VCC
c Rc
＋
＋
Rb b c Rc ＋＋
＋
e
uo=+VCC －
ui=UIH
iB≥IBS
0.7V
－
数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路