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第 2 章 集成逻辑门电路

第 2 章 集成逻辑门电路. 2.1 TTL 数字集成门电路. 2.2 MOS 数字集成门电路. 2.3 TTL 与 CMOS 两种集成逻辑门电路之间的连接. 2.1 TTL 数字集成门电路. 数字集成电路具有体积小、重量轻、工作可靠、抗干扰能力强及带负载能力强等许多优点。. 2.2.1 基本的 TTL 与非门.

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第 2 章 集成逻辑门电路

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Presentation Transcript

  1. 第2章 集成逻辑门电路 2.1TTL数字集成门电路 2.2 MOS数字集成门电路 2.3 TTL与CMOS两种集成逻辑门电路之间的连接

  2. 2.1 TTL数字集成门电路 数字集成电路具有体积小、重量轻、工作可靠、抗干扰能力强及带负载能力强等许多优点。 2.2.1 基本的TTL与非门

  3. 按集成度（即每个芯片上所包含的元器件数）的高低，将集成电路分为小规模集成电路（简称SSI）、中规模集成电路（Medium Scale Integration，简称MSI）、大规模集成电路（Large Scale Integration，简称LSI）和超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，简称VLSI）。 • 根据制造工艺的不同，集成电路又分为双极型和单极型集成门电路两类。

  4. ＋VCC 5V R4 R2 R1 130Ω 1.6kΩ 4kΩ VT3 VT2 F VD4 VT1 A B VT4 C R3 1kΩ VD1 VD2 VD3 1.电路组成 输入级 中间级 输出级

  5. 输 入 VT1 VT2 VT3 VT4 输 出 至少有一个为低电平 深饱和 截止 导通 截止 高电平 输入全为高电平 倒置 饱和 截止 饱和 低电平 2.管子工作状态

  6. 3.TTL与非门特点 在VT2输出偶相信号驱动下，使VT3、VT4交替工作在导通和截止状态，这种结构叫有源推拉结构。VT3导通时，是射随器结构，VT4饱和时，输出阻抗也很低，所以带负载能力强。这种有源负载结构和多射极晶体管也提高了TTL门的开关速度。

  7. uO/V 4 B A 3 C 2 1 D E uI/V O 1 2 3 4 2.1.2 TTL与非门电路特性及性能参数 1.电压传输特性 电压传输特性是指输出电压uO随输入电压uI变化的关系。

  8. 几个重要参数 (1) 输入的最高低电平ULmax (关门电平UOFF) (2) 输入的最低高电平UIHmin（开门电平UON） (3) 输出高电平UOH (4) 输出低电平 UOL (5)门限电平UTH (6) 噪声容限

  9. ＋VCC iI/mA R1 O －0.5 4kΩ uI/V 1.0 1.5 －0.5 mA VT2 VT1 ＋ uI － －1.0 R3 －1.5 1kΩ 输入伏安特性是指输入电流和输入电压之间的关系。 2.输入特性 （1）输入伏安特性

  10. ＋VCC R1 uI/V 2 VT1 ＋ uI － BE2结 RI 1 BE4结 O RI/kΩ 1 2 输入负载特性是指输入电压与输入端接入电阻之间的变化关系。 （2）输入负载特性 输入电路

  11. 3.输出特性 输出特性是指TTL与非门输出端的电压和电流之间的关系。 规定输出电流流入TTL与非门为正，流出为负。

  12. ＋VCC R4 R2 130Ω 1.6kΩ VT3 uOH/V VD4 uO iL RL 2 1 iL/mA －10 －5 O －15 (1)高电平输出特性

  13. uOL/V ＋VCC 2 RL iL 1 uO VT4 iL/mA O 5 10 15 R3 1kΩ (2)低电平输出特性

  14. uI uO 1.4V t O O 50% t tPHH tPHL 4.传输延迟特性 tPd是反映门电路开关速度的参数 。

  15. 2.1.3 其他TTL 门电路 1.TTL 集电极开路门（OC门） 在工程实践中，常常需要将输出端并联使用实现与逻辑功能，称为线与。

  16. ＋VCC R4 R2 VT3 F1 ＋VCC R4 VT3 F2 VT4 图中，G1门输出高电平，G2输出低电平，从G1门流出的电流流入G2门，使G2门承受较大的电流，而导致G2门损坏。 G1门 G2门 推拉结构输出的TTL与非门的输出端不能直接并联使用。

  17. ＋VCC R2 R1 A ＆ B VT2 F VT1 F A B VT4 R3 集电极开路门的电路及其逻辑符号

  18. ＋VCC′ RL F ＋VCC ＋VCC VT2 VT2 VT1 VT1 Y1 Y2 C A B D VT4 VT4 OC门的输出端并联，再接适当的上拉电阻可实现线与功能。

  19. ＋VCC RL A ＆ B F C ＆ D 线与

  20. ＋VCC RL UIL 1 ＆ m UIL ＆ ＆ n ┆ ┆ ＆ UIL ＆ OC门上拉电阻的最大值和最小值的电路图

  21. ＋VCC RL UIL 1 ＆ UIL ＆ ＆ m′ n ┆ ┆ ＆ UIL ＆

  22. 有高、低电平两种状态和高阻状态。 ＋VCC R4 R2 R1 VT3 VD4 VT2 F VT1 A B VT4 R3 VD & A F 1 1 B EN C EN EN 2.三态输出门（TS门）

  23. ＋VCC R4 R2 R1 VT3 VD4 VT2 F VT1 A B VT4 R3 1 EN C VD & A F B EN EN

  24. Gn G1 G2 & & & An A1 A2 总 线 Bn B2 B1 ENn EN1 EN2 EN EN EN ┆ 三态输出门带负载能力强，在计算机总线上的应用。

  25. EN 1 DO 总 线 EN DO DI 1 DI EN 利用三态输出门实现数据的双向传输。

  26. 目前，国产的TTL产品有以下主要系列，分别是 74、 74H、 74S、 74LS、74AS、74ALS等系列。 74为通用系列， 74H为高速系列， 74S为肖特基系列， 74LS为低功耗肖特基系列 ，74AS为先进肖特基系列，74ALS为先进低功耗肖特基系列。同类产品不同系列之间的差别，主要反映在平均功耗和开关速度上，而其它参数特别是逻辑功能和外引线排列上彼此是兼容的。

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