文档介绍：Harbin Institute of Technology
《数字电路》
课件-----------------
内部资料
第三章门电路
在现代数字电子设备,如微机及各种数控装置中,执行逻辑及数字运算的电路,几乎都是选用各种功能的集成电路组装而成的。随着微电子技术的进步,集成电路不但性能日益改善,而且规模(即单位芯片面积中听容纳的晶体管数目)也不断增加,因而电路块的功能也愈显复杂。
众所周知,现代数字集成电路,就是在半导体硅一类材料的芯片上,用特殊工艺制造出大量晶体管,同时布上适当的连线,再经测试和封装而成。数字集成电路中的晶体管,多数是工作在开关状态的,与模拟电路中晶体管的小信号(线性)工作状态有很大的不同。
TTL,MOS及ECL。等类逻辑门的基本结构、工作原理、外部特性及应用知识。

晶体二极管特性曲线及等效电路
作用:限幅、钳位
晶体管三极开关(反相器)及其特性
(1) 特性曲线的折线化和等效电路
NPN晶体管共射极开关电路,即反相器。
其中vi为输入控制方波
输入特性图(c)
输出特性图(d)
及负载电阻Rc确定后,晶体管的工作点可以落在三种不同的区域,即放大(线性)区、饱和区及截止区,完全由基极电流来决定:
◆饱和区:iB≥IBS
临界饱和点:
集-射极间压降Vce很小
Vces≈~
◆截止区:VBE < 0
◆饱和区、截止区等效电路
(2) 分布电容对反相器的影响
(3) 开关特性
由饱和经放大到截止时,电荷消散时间
图3-10 共射晶体管开关特性
(4) 场效应管(FET)开关
结型FET:J-FET,主要用于模拟电路
金属-氧化物-半导体:MOS-FET,Metal Oxide Semiconductor-FET
主要用于数字电路
特点:电压型,开关特性好,功耗低,容易集成
缺点:速度较慢
N沟道增强型MOS管反相器
RD可用有源负载代替
传输时延

(a) F=ABC
(b) F=A+B+C
表3-1 二极管门电路的电平真值表
A
B
C
F(V)
A
B
C
F(V)
0
0
0

VCC=+5V
0
0
0
0
0
0
5

VIL= 0V
0
0
5

0
5
0

VIH= 5V
0
5
0

0
5
5

0
5
5

5
0
0

5
0
0

5
0
5

5
0
5

5
5
0

5
5
0

5
5
5
5
5
5
5

电阻-晶体管逻辑门(RTL)
二极管-晶体管逻辑门(DTL)
III区
II区
I区
3-3 晶体管—晶体管逻辑门(TTL)
3-3-1 TTL基本门的工作原理
(1)标准型TTL门电路
I区:输入级
II区:中间级
III区:输出级
(2) 快速型TTL
改进方法:
T4微导通、电平移位
(3) 肖特基TTL门电路(S-TTL)
改进方法:利用肖特基管的抗饱和特性
(4) 低功耗肖特基
TTL门电路
(LS-TTL)
(5) 高速TTL门电路(F-TTL)
3-3-2 TTL的外部特性
(1)电压传输特性
VOHmin
VOLmax