门电路总结.ppt

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1、 2.器件：二极管，三极管，器件：二极管，三极管，器件：二极管，三极管，器件：二极管，三极管，MOSMOS管管管管1.门电路的基本概念门电路的基本概念 3.TTLTTL门电路门电路门电路门电路4.MOS4.MOS门电路门电路门电路门电路第三章第三章 小结小结ton 开通时间开通时间toff 关断时间关断时间晶体管器件静态性能弱些，但动态性能强。晶体管器件静态性能弱些，但动态性能强。三极管：截止，饱和三极管：截止，饱和截止：发射结截止：发射结反反偏偏,集电结反偏集电结反偏饱和：发射结饱和：发射结正正偏偏,集电结正偏集电结正偏二极管：截止，导通二极管：截止，导通晶体管工作在开关状态下晶体管工作在开

2、关状态下开关应用举例开关应用举例发射结反偏发射结反偏 T 截止截止发射结正偏发射结正偏 T 导通导通+RcRb+VCC (12V)+uo iBiCTuI3V-2V2 k 2.3 k 放大还是饱放大还是饱和？和？饱和导通条件：饱和导通条件：+RcRb+VCC +12V+uo iBiCTuI3V-2V2 k 2.3 k 因为因为所以所以高、低电平与正、负逻辑高、低电平与正、负逻辑负逻辑负逻辑正逻辑正逻辑0V5V2.4V0.8V010V5V2.4V0.8V10半导体二极管、三极管和半导体二极管、三极管和半导体二极管、三极管和半导体二极管、三极管和 MOS MOS 管和门电路管和门电路管和门电路管和门

3、电路TTL门的主要参数门的主要参数传输特性传输特性：A B0uO/VuI/V12341234截止区截止区3.6VC线性区线性区D转折区转折区E饱和区饱和区0.3V阈值电压阈值电压UT&VccVccu uI Iu uo oV VV V参数理解不需要计算参数理解不需要计算其他类型的其他类型的TTL集成门电路集成门电路YAB&+V CCRCOC 门必须外接负载电阻门必须外接负载电阻和电源才能正常工作。和电源才能正常工作。+V CCRCY1AB&G1Y2CD&G2YOC 门能够进行逻辑电平变换门能够进行逻辑电平变换，线与，线与1)OC 门门(a)使能端低电平有效使能端低电平有效(b)使能端高电平有效使

4、能端高电平有效YA&BENYA&BENEN 高阻态高阻态 高阻态高阻态2)三态三态 门门应用举例：应用举例：(1)用做多路开关用做多路开关YA11EN1ENA21G1G2(2)用于信号双向传输用于信号双向传输(3)构成数据总线构成数据总线TTL门对多余输入端的处理门对多余输入端的处理 （a a）悬空悬空,虽然悬空相当于虽然悬空相当于“1 1”,不影响不影响“与门与门”、“与非门与非门”的逻辑关系，但易受外界的干扰，的逻辑关系，但易受外界的干扰，导致电路的逻辑功能不正常，因此，多余输入端要导致电路的逻辑功能不正常，因此，多余输入端要根据实际需要作适当处理。根据实际需要作适当处理。（b）“与门与门

5、”、“与非门与非门”的多余端可直接的多余端可直接接接到电源到电源上；也可以将不同的输入端共用一个电阻接上；也可以将不同的输入端共用一个电阻接到电源上。对到电源上。对“或门或门”、“或非门或非门”的多余端可以的多余端可以直接直接接地接地。(c)(c)多余的输入端可以与使用的输入端多余的输入端可以与使用的输入端并联使用并联使用 MOS 集成电路集成电路主要特点主要特点(1)功耗极低。功耗极低。(2)电源电压范围宽。电源电压范围宽。CC4000 系列：系列：VDD=3 18 V(3)抗干扰能力强。抗干扰能力强。输入端噪声容限输入端噪声容限=0.3VDD 0.45VDD(4)逻辑摆幅大。逻辑摆幅大。(

6、5)输入阻抗极高。输入阻抗极高。(6)扇出能力强。扇出能力强。扇出系数：带同类门电路的个数，其大小扇出系数：带同类门电路的个数，其大小 反映了门电路的带负载能力。反映了门电路的带负载能力。(7)集成度高，温度稳定性好。集成度高，温度稳定性好。CC4000系列：系列：50个个5V0.5V,1.8V8个个（2 2）对对于于或或非非门门及及或或门门，多多余余输输入入端端应应接接低低电电平平，比比如如直直接接接接地地；也也可可以以与与有有用用的的输输入入端端并并联使用。联使用。一、多余输入端的处理（一、多余输入端的处理（不允许悬空不允许悬空）（1 1）对于与非门及与门，多余输入端）对于与非门及与门，多

7、余输入端应接应接高电平高电平，比如直接接电源正端，比如直接接电源正端，或通过一个上拉电阻（或通过一个上拉电阻（1 13 3k）接接电源正端；在前级驱动能力允许时，电源正端；在前级驱动能力允许时，也可以与有用的输入端并联使用。也可以与有用的输入端并联使用。CMOS 电路使用中应注意的几个问题电路使用中应注意的几个问题CMOS 电路使用中应注意的几个问题电路使用中应注意的几个问题1.注意输入端的静电防护。注意输入端的静电防护。2.注意输入电路的过流保护。注意输入电路的过流保护。3.注意电源电压极性。注意电源电压极性。5.输入端外接电阻的大小不会引起输入电平的变化。输入端外接电阻的大小不会引起输入电

8、平的变化。4.输出端不能和电源、地短接。输出端不能和电源、地短接。TTLCMOS&A100 20k=1&A100 20k=1=1TTLCMOS参数参数工作电源工作电源VCC=5 VVDD=3 18 V输出电平输出电平UOL=0.3 V UOH=3.6 V UOL 0 V UOH VDD UTH=0.5 VDD UTH=1.4 V 阈值电压阈值电压输入端串输入端串接电阻接电阻Ri当当 Ri Ron输入由输入由 0 1在一定范围内，在一定范围内，Ri的改的改变不会影响输入电平变不会影响输入电平输入端输入端 悬空悬空即即 Ri=输入为输入为 “1”不允许不允许多余输入多余输入端的处理端的处理1.与门

9、、与非门接电源；或门、或非门接地。与门、与非门接电源；或门、或非门接地。2.与其它输入端并联。与其它输入端并联。集成门电路使用中应注意的几个集成门电路使用中应注意的几个集成门电路使用中应注意的几个集成门电路使用中应注意的几个问题问题 一、一、CMOS传输门传输门CIO/uuOI/uuTG(TG 门门 Transmission Gate)其他其他MOS门门电路电路二、二、CMOS 三态门三态门YA1EN三、三、CMOS 漏极开路漏极开路门门(OD门门 Open Drain)YAB&主要特点主要特点(1)漏极开路，工作时必须外接电源和电阻。漏极开路，工作时必须外接电源和电阻。(2)可以实现线与功能

10、：可以实现线与功能：(3)可实现逻辑电平变换：可实现逻辑电平变换：YAB&YCD&P1P2+V DDYRDTTL门电路和门电路和CMOS 门电路门电路的相互连接的相互连接 TTLTTL和和CMOSCMOS电路的电压和电流参数各不相同，需要电路的电压和电流参数各不相同，需要采用接口电路。采用接口电路。一般要考虑两个问题：一般要考虑两个问题：一是要求一是要求电平匹配电平匹配，即驱动门要为负载门提供符，即驱动门要为负载门提供符合标准的输出高电平和低电平；合标准的输出高电平和低电平；二是要求二是要求电流匹配电流匹配，即驱动门要为负载门提供足，即驱动门要为负载门提供足够大的驱动电流。够大的驱动电流。TT

11、L门电路和门电路和CMOS 门电路门电路相互连接相互连接 驱动门的驱动门的VOH（min）负载门的负载门的VIH（min）驱动门的驱动门的VOL（max）负载门的负载门的VIL（max）驱动门的驱动门的IOH（max）负载门的负载门的IIH（总）（总）驱动门的驱动门的IOL（max）负载门的负载门的IIL（总（总）电平条件电平条件电流条件电流条件1TTL门驱动门驱动CMOS门门 （1）当都采用当都采用5 5V电源时，电源时，TTL的的VOH（min）为为2.42.4V或或2.72.7V，而，而CMOS的的VIH（min）为为3.53.5V。这时可接一上拉电阻这时可接一上拉电阻RP，如图（如图（

12、a）所示。所示。(2)(2)如果如果TTL和和CMOS器件采用的电源电压不器件采用的电源电压不同，则应使用同，则应使用OC门，同时使用上拉电阻门，同时使用上拉电阻RP，如图（如图（b）所示。所示。也也可可在在CMOS门门的的输输出出端端与与TTL门门的的输输入入端端之之间间加加一一CMOS驱驱动动器，如图（器，如图（b）所示。所示。2 2 CMOS门驱动门驱动TTL门门 当都采用当都采用5 5V电源时，主电源时，主要考虑要考虑CMOS门的输出电门的输出电流是否满足流是否满足TTL输入电流输入电流的要求。要提高的要求。要提高CMOS门门的驱动能力，可将同一芯的驱动能力，可将同一芯片上的多个门并联

13、使用，片上的多个门并联使用，如图（如图（a）所示。所示。（b）用用TTL门门电电路路驱驱动动5 5V低低电电流流继继电电器器，其其中中二二极极管管D作作保保护，用以防止过电压。护，用以防止过电压。TTL和和CMOS电路带负载时的接口问题电路带负载时的接口问题1 1对于电流较小、电平能够匹配对于电流较小、电平能够匹配的负载可以直接驱动。的负载可以直接驱动。（a a）用）用TTL门电路驱动发光二极门电路驱动发光二极管管LED，这时只要在电路中串接这时只要在电路中串接一个约几百一个约几百 的限流电阻即可。的限流电阻即可。2 2带大电流负载带大电流负载（a a）可将同一芯片上的多个门并联作为驱动器，如图（可将同一芯片上的多个门并联作为驱动器，如图（a）所示。所示。（b b）也可在门电路输出端接三极管，以提高负载能力，如图（也可在门电路输出端接三极管，以提高负载能力，如图（b）所示。所示。练习练习 写出图中所示各个门电路输出端的逻辑表达式。写出图中所示各个门电路输出端的逻辑表达式。练习练习 写出图中所示各个门电路输出端的逻辑表达式。写出图中所示各个门电路输出端的逻辑表达式。TTLCMOS=1A100 10k=1A100 10k&A悬空悬空&A悬空悬空 不允许不允许