华北电力大学电子技术基础（数字部分）第五版课件第3章 逻辑门电路.ppt

第3章 逻辑门电路 3.2 TTL逻辑门电路 3.2.1二极管、三极管的开关特性 二极管的开关特性 二极管的静态开关特性 二极管的动态开关特性 二极管的动态开关特性 反向恢复时间：tre＝ts十tt 产生反向恢复过程的原因： 反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。 对输入信号vi的要求 输入信号vi的负半周的宽度应大于tre ，这样二极管才具有单向导电性。若小于，二极管还没有到达截止状态，就又必须随输入脉冲而导通，从而失去单向导电性。 输入信号vi的正半周的宽度要求比较低。 输入信号vi的频率不可太高，由tre时间决定 三极管的开关特性 三极管的静态开关特性 三极管的动态开关特性 三极管的静态开关特性 1．三极管的静态开关特性 2．三极管的动态开关特性 （1）延迟时间td—— 从输入信号vi正跳变的 瞬间开始，到集电极电流iC 上升到0.1ICS所需的时间 （2）上升时间tr—— 集电极电流从0.1ICS上 升到0.9ICS所需的时间。 （3）存储时间ts—— 从输入信号vi下跳变的 瞬间开始，到集电极电流iC 下降到0.9ICS所需的时间。 （4）下降时间tf—— 集电极电流从0.9ICS下降 到0.1ICS所需的时间。 对输入脉冲的要求 ton = td + tr toff = ts + tf 输入信号vi的正半周的宽度> ton 输入信号vi的负半周的宽度> toff 以保证三极管能可靠进入饱和状态和截止状态 概念 高电平 低电平 正逻辑体制 负逻辑体制 二极管正或门电路 3.2.2 基本BJT反相器及其动态性能 3.2.3 TTL逻辑门电路 二、TTL反相器的开关速度 2.采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电,提高开关速度和带负载能力. 五．TTL与非门的几个重要参数 1.传输特性曲线 2.从传输特性曲线上可以看出的参数 （1）输出高电平VOH——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的输出电压。VOH的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最小值VOH（min）=2.4V。 是一个电压范围 （2）标准输出高电平VSH ——输出高电平的下限VOH（min） （3）输出低电平VOL——在正逻辑体制中代表逻辑“0”的输出电压。VOL的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最大值VOL（max）=0.4V。 是一个电压范围 （4）标准输出低电平VSL ——输出低电平的上限VOL（max） （10） 噪声容限 (抗干扰能力) 3 TTL门输入特性和从其上可以得出的参数 输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH 输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端接低电平时，从门电路输入端流出的电流。 可以算出： 输入高电平电流IIH——是指当门电路的输入端接高电平时，流入输入端的电流。有两种情况。 ①寄生三极管效应：如图（a）所示。这时IIH=βPIB1，βP为寄生三极管的电流放大系数。 由于βp和βi的值都远小于1， 所以IIH的数值比较小，产品规定：IIH＜40uA。 a）输出为低电平时： 灌电流负载 b）输出为高电平时： 拉电流负载。 4．TTL与非门传输延迟时间tpd 5.TTL与非门举例——7400 六、 TTL门电路的其他类型1．或非门 2．与或非门 3．集电极开路门（ OC门） 在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。 为此，专门生产了一种可以进行线与的门电路——集电极开路门。 OC门主要有以下几方面的应用： OC门进行线与时，外接上拉电阻RP的选择： （1）当输出高电平时， RP不能太大。RP为最大值时要保证输出电压为VOH（min），由 得： 4．三态输出门 （1）三态输出门的结构及工作原理。 当EN=0时，G输出为1，D1截止，相当于一个正常的二输入端与非门，称为正常工作状态。 当EN=1时，G输出为0，T4、T3都截止。这时从输出端L看进去，呈现高阻，称为高阻态，或禁止态。 （2）三态门的应用 三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。 （a）组成单向总线， 实现信号的分时单向传送. 七、TTL集成逻辑门电路系列简介 5．74LS系列——为低功耗肖特基系列。 6．74AS系列——为先进肖特基系列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。 3.1 MOS逻辑门电路 MOS管的开关特性 MOS管的静态开关特性