文档介绍：概述
门电路——实现基本逻辑关系的电子电路
主要构成
逻辑门电路的性能和特点——逻辑特性、电气特性
本章讨论:内部结构、工作原理、外部特性
双极性逻辑门电路
DTL——二极管、三极管逻辑门电路
TTL——晶体管、晶体管逻辑门电路
ECL——发射极耦合逻辑门电路
HTL——高阈值逻辑门电路
I2L——高集成度逻辑门电路
单极性逻辑门电路
(场效应管)
NMOS
PMOS
CMOS——互补对称型
返回
分立元件门电路
分立元件的开关特性:
理想开关特性: 开关K断开时,开关两端的电压为外部电压,通过开关的电流为0,开关等效电阻为∞。开关闭合时,开关两端电压为0,开关等效电阻为0
二极管开关特性
三极管开关特性
MOS管开关特性
正负逻辑及其它
分立元件门电路
二极管与门
二极管或门
三极管反相器
DTL门电路
返回
二极管开关特性
二极管符号
二极管加正向电压
如图a所示:若VE>V0,二极管导通,二极管导通电压VD= 硅管(VD= 锗管)
二极管加反向电压
如图b所示:若VE<0V 二极管截止 I=0
结论——二极管具有单向导电性
返回
三极管开关特性
三极管符号
三极管的工作状态
三极管有三个工作状态:截止状态、放大状态和饱和状态
分析
结论——在数字电路中三极管作为开关元件主要工作在饱和状态(“开”态)和截止状态(“关”态)
当Vi= ViL(< VBE)时,T截止 VO = EC
当Vi= ViH时(且iB > iBS),T饱和导通 VO = VCES≈
返回
三极管工作状态——分析
三极管的工作状态
截止状态:当输入电压Vi较小时,VBE<0, iB 、iE、iC≈0,RC上无压降。
放大状态:当输入电压Vi上升(>),三极管导通,有iC=ß iB 、 iE = iC + iB ,在放大状态下( iB < iBS),输出电压VCE = VCC - iC RC
饱和状态:随着输入电压Vi继续上升, iB 、iE、iC增加, VCE = VCC - iC RC减小,三极管集电极正偏。 iB > iBS,输出电压VCE = VCES ( ≈ 硅管)
返回
MOS管开关特性
MOS管结构图及逻辑符号
NMOS管工作原理分析
MOS管工作在截止与导通状态
结论: VGS < VTH时,NMOS管截止,V0=VDD (R很大)
VGS > VTH 时,NMOS管导通,V0≈0V (R较小)
( VTH ——开启电压或阈值电压)
返回
NMOS管工作原理
MOS管的工作原理
分析
,衬底感应出电子,当VGS较小时,感应的电子被衬底空穴中和, iDS =0( iDS :漏_源极电流)。
称高阻区(截止区)
电子,>VTH,在外电场VDS作用下, iDS>0。称电阻区。NMOS为导通状态。
,沿沟道D S有压降,当VDS VGD ,使VGD < VTH 导电沟道处于断开临界状态, iDS 恒定。称:恒流区.
返回
工作状态
NMOS管工作状态
MOS管的工作状态
截止状态:若VGS小于NMOS管的开启电压VT,则NMOS管工作在截止状态,iDS≈0,输出电压VDS≈VDD 称“关态”
导通状态:若VGS大于NMOS管的开启电压VT,则NMOS管工作在导通状态,iDS= VDD /(RD+rDS),输出电压VDS=rDS VDD /(RD+rDS) (当rDS << RD ,则VDS≈0V) 称“开态”
返回
正负逻辑及其它
数字电路中的高电平与低电平
电路中能区分高、低电平既可——使门电路导通或截止。一般地,其取值有允许的范围——由电路特性决定。
数字电路中的正负逻辑问题
正负逻辑的定义:
设定:VL为0,VH为1——正逻辑
VL为1,VH为0——负逻辑
正负逻辑的描述:
正与逻辑负或逻辑
*真值表: *表达式: *真值表: *表达式:
*逻辑图*逻辑图
返回
A B
Y
0 0
0 1
1 0
1 1
0
0
0
1
1 1
1 0
0 1
0 0
1
1
1
0
二极管与门
二极管与门——能实现与逻辑功能的电路称为与门
二极管与门电路
分析
逻辑真值表、逻辑符号与表达式
返回
真值表
逻辑表达式
逻辑符号
A B
Y
0 0
0 1
1 0
1 1
0
0
0
1