康华光数电第五版PPT课件.ppt

逻辑真值表 逻辑表达式 L = A 饱和截止T4低电平截止截止饱和倒置工作导通导通截止饱和低电平输出D4T3T2T1输入（3 ）采用输入级以提高工作速度 当TTL反相器I由3.6V变0.2V的瞬间 •T2、T3管的状态变化滞后于T1管，仍处于导通状态•T1管Je正偏、Jc反偏， T1工作在放大状态T1管射极电流（1+1 ） iB1很快地从T2的基区抽走多余的存储电荷,从而加速了输出由低电平到高电平的转换 （4）采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力当O=0.2V时当输出为低电平时，T4截止，T3饱和导通，其饱和电流全部用来驱动负载a)带负载能力当O=3.6V时O由低到高电平跳变的瞬间，CL充电，其时间常数很小使输出波形上升沿陡直而当O由高变低后， CL很快放电，输出波形的下降沿也很好 T3截止，T4组成的电压跟随器的输出电阻很小，输出高电平稳定，带负载能力也较强输出端接负载电容CL时，b)输出级对提高开关速度的作用1. TTL与非门电路多发射极BJT T1e e bc eeb cA& BAL=B3.2.4 TTL逻辑门电路TTL与非门电路的工作原理 任一输入端为低电平时:TTL与非门各级工作状态 •当全部输入端为高电平时： 输出低电平 输出高电平 2. TTL或非门 若A、B中有一个为高电平:若A、B均为低电平:T2A和T2B均将截止，T3截止。

T4和D饱和，输出为高电平T2A或T2B将饱和，T3饱和，T4截止，输出为低电平逻辑表达式vOHvOL输出为低电平的逻辑门输出级的损坏3.2.5 集电极开路门和三态门电路1.集电极开路门电路a） 集电极开路与非门电路b） 使用时的外电路连接C） 逻辑功能L = A BOC门输出端连接实现线与VCC2. 三态与非门(TSL ) 当CS= 3.6V时三态与非门真值表 当CS= 0.2V时高电平使能==高阻状态与非逻辑 ZL ABLCS = 0____CS =1真值表逻辑符号ABCS & L EN特点:功耗低、速度快、驱动力强3.2.6 BiCMOS门电路I为高电平:MN、M1和T2导通，MP、M2和T1截止，输出O为低电平工作原理:M1的导通, 迅速拉走T1的基区存储电荷; M2截止, MN的输出电流全部作为T2管的驱动电流, M1 、 M2加快输出状态的转换I为低电平:MP、M2和T1导通，MN、M1和T2截止，输出O为高电平T2基区的存储电荷通过M2而消散 M1 、 M2加快输出状态的转换电路的开关速度可得到改善M1截止，MP的输出电流全部作为T1的驱动电流。

3.5.1 正负逻辑问题3.5 逻辑描述中的几个问题3.5.2 基本逻辑门的等效符号及其应用3.5.1 正负逻辑问题1. 正负逻辑的规定 01 10正逻辑负逻辑3.5 逻辑描述中的几个问题正逻辑体制:将高电平用逻辑1表示，低电平用逻辑0表示负逻辑体制:将高电平用逻辑0表示，低电平用逻辑1表示 A B L 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ___与非门A B L 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 某电路输入与输出电平表A B L L L H L H H H L H H H L 采用正逻辑___或非门采用负逻辑与非  或非负逻辑 正逻辑2. 正负逻辑等效变换 与  或非  非3.5.2 基本逻辑门电路的等效符号及其应用1、 基本逻辑门电路的等效符号与非门及其等效符号系统输入信号中，有的是高电平有效，有的是低电平有效低电平有效，输入端加小圆圈；高电平有效，输入端不加小圆圈或非门及其等效符号 逻辑门等效符号的应用利用逻辑门等效符号，可实现对逻辑电路进行变换，以简化电路，能减少实现电路的门的种类。

end 控制电路逻辑门等效符号强调低电平有效L=0如RE、AL都要求高电平有效，EN高电平有效如RE、AL都要求低电平有效，EN高电平有效如RE、AL都要求高电平有效，EN低电平有效3.6 逻辑门电路使用中的几个实际问题逻辑门电路使用中的几个实际问题3.6.1 各种门电路之间的接口问题各种门电路之间的接口问题3.6.2 门电路带负载时的接口问题门电路带负载时的接口问题1)驱驱动动器器件件的的输输出出电电压压必必须须处处在在负负载载器器件件所所要要求求的的输输入入电电压压范范围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）围，包括高、低电压值（属于电压兼容性的问题）在数字电路或系统的设计中，往往将在数字电路或系统的设计中，往往将TTL和和CMOS两种器件两种器件混合使用，以满足工作速度或者功耗指标的要求由于每种混合使用，以满足工作速度或者功耗指标的要求由于每种器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时，器件的电压和电流参数各不相同，因而在这两种器件连接时，要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：要满足驱动器件和负载器件以下两个条件：2)驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流和驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流灌电流（属（属于门电路的扇出数问题）；于门电路的扇出数问题）；3.6.1 各种门电路之间的接口问题各种门电路之间的接口问题vOvI驱动门驱动门 负载门负载门1 1 VOH(min)vO VOL (max) vI VIH(min)VIL (max ) 负载器件所要求的输入电压负载器件所要求的输入电压VOH(min) ≥ VIH(min)VOL(max) ≤ VIL(max)灌电流灌电流IILIOLIIL拉电流拉电流IIHIOHIIH10111…1n个个01110…1n个个对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流对负载器件提供足够大的拉电流和灌电流 IOH(max) ≥ ≥ IIH(total)IOL(max) ≥ ≥ IIL(total)驱动电路必须能为负载电路提供足够的驱动电流驱动电路必须能为负载电路提供足够的驱动电流 驱动电路驱动电路 负载电路负载电路1、）、）VOH(min) ≥ ≥ VIH(min)2、）、）VOL(max) ≤ ≤ VIL(max)4、）、）IOL(max) ≥ ≥ IIL(total)驱动电路必须能为负载电路提供合乎相应标准的高、低电平驱动电路必须能为负载电路提供合乎相应标准的高、低电平 IOH(max) ≥ ≥ IIH(total)3、）、）2、、 CMOS门驱动门驱动TTL门门VOH（（min)=4.9V VOL(max) =0.1VTTL门（门（74系列）系列）：： VIH(min) = 2V VIL(max )= 0.8VIOH（（max)=-0.51mAIIH（（max)=20 AVOH(min) ≥ VIH(min)VOL(max) ≤ VIL(max)带拉电流负载带拉电流负载输出、输入电压输出、输入电压带灌电流负载带灌电流负载?CMOS门门(4000系列）：系列）：IOL（（max)=0.51mAIIL（（max)=-0.4mA，，IOH(max) ≥ IIH(total)例例 用一个用一个74HC00与非门电路驱动一个与非门电路驱动一个74系列系列TTL反反相器和六个相器和六个74LS系列逻辑门电路。

试验算此时的系列逻辑门电路试验算此时的CMOS门电路是否过载？门电路是否过载？VOH（（min)=3.84V，， VOL(max) =0.33VIOH（（max)=-4mAIOL（（max)=4mA 74HC00：：IIH（（max)=004mAIIL（（max)=1.6mA74系列：系列：VIH（（min)=2V，， VIL(max) =0.8V&111…CMOS门门74系列系列74LS74LS系列系列74LS系列系列IIL（（max)=-0.4mA，，IIH（（max)=0.02mA，，VOH(min) ≥ VIH(min)VOL(max) ≤ VIL(max)总的输入电流总的输入电流IIL(total)=1.6mA+6 0.4mA=4mA灌电流情况灌电流情况 拉电流情况拉电流情况 74HC00: IOH(max)=4mA74系列反相器系列反相器: IIH(max)=0.04mA74LS门：门： IIH(max)=0.02mA总的输入电流总的输入电流IIH(total)=0.04mA+6 0.02mA=0.16mA 74HC00: IOL(max)=4mA74系列反相器系列反相器: IIL(max)=1.6mA74LS门：门： IIL(max)=0.4mA驱动电路能为负载电路提供足够的驱动电流驱动电路能为负载电路提供足够的驱动电流&111…CMOS门门 74系列系列74LS74LS系列系列3. 3. TTL门驱动门驱动CMOS门门(如如74HC ））VOH(min)= =2.7V VIH(min)为为3.5VTTL（（74LS ））：： CMOS（（7474HC））：：式式2、、3、、4、都能满足，但式、都能满足，但式1 1 VOH(min) ≥VIH(min)不满足不满足（（ IO ：：TTL输出级输出级T3截止管的漏电流）截止管的漏电流）1. 用门电路直接驱动显示器件用门电路直接驱动显示器件3.6.2 门电路带负载时的接口电路门电路带负载时的接口电路门电路的输入为低电平，输出为高电平时，门电路的输入为低电平，输出为高电平时，LED发光发光当输入信号为高电平，输出为低电平时当输入信号为高电平，输出为低电平时,LED发光发光 解：解：LED正常发光需要几正常发光需要几mA的电流，并且导通时的压降的电流，并且导通时的压降VF为为1.6V。

根据附录根据附录A查得，当查得，当VCC=5V时，时，VOL=0.1V，，IOL(max)=4mA，，因此因此ID取值不能超过取值不能超过4mA限流电阻的最小值为限流电阻的最小值为例例3.6.2 试用试用74HC04六个六个CMOS反相器中的一个作为接口反相器中的一个作为接口电路，使门电路的输入为高电平时，电路，使门电路的输入为高电平时，LED导通发光导通发光2. 2. 机电性负载接口机电性负载接口用各种数字电路来控制机电性系统的功能用各种数字电路来控制机电性系统的功能, ,而机电系统所需而机电系统所需的工作电压和工作电流比较大要使这些机电系统正常工作，的工作电压和工作电流比较大要使这些机电系统正常工作，必须扩大驱动电路的输出电流以提高带负载能力，而且必要时必须扩大驱动电路的输出电流以提高带负载能力，而且必要时要实现电平转移要实现电平转移如果负载所需的电流不特别大，可以将两个反相器并联如果负载所需的电流不特别大，可以将两个反相器并联作为驱动电路，并联后总的最大负载电流略小于单个门最作为驱动电路，并联后总的最大负载电流略小于单个门最大负载电流的两倍大负载电流的两倍如果负载所需的电流比较大，则需要在数字电路的输出如果负载所需的电流比较大，则需要在数字电路的输出端与负载之间接入一个功率驱动器件。

端与负载之间接入一个功率驱动器件。