文档介绍：1 Harbin Harbin Institute Institute of of Technology Technology 《数字电路》《数字电路》课件课件----------------- ----------------- 内部资料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。 晶体管的开关特性及反相器 晶体二极管特性曲线及等效电路 2 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 v i为输入控制方波输入特性图(c) 输出特性图(d) 当电源电压 Vcc 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: 3 ◆饱和区: i B≥I BS 临界饱和点:集- 射极间压降 Vce 很小 Vces ≈ ~ ◆截止区: V BE< 0 ◆饱和区、截止区等效电路 CS BSR VII 00????(2) 分布电容对反相器的影响 4 (4) 场效应管(FET) 开关图 3-10 共射晶体管开关特性结型 FET : J-FET ,主要用于模拟电路金属-氧化物-半导体: MOS-FET , Metal O xide Semiconductor - FET 主要用于数字电路(3) 开关特性由饱和经放大到截止时,电荷消散时间 5 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 6 R D 可用有源负载代替传输时延 早期门电路 . 1 二极管门电路(a)F= ABC (b)F=A+B+C表 3-1 二极管门电路的电平真值表 ABCF (V)ABCF (V) VCC =+ 5V 0000 V IL= V IH= 7 电阻-晶体管逻辑门( RTL ) 二极管-晶体管逻辑门( DTL ) 3-3 晶体管—晶体管逻辑门(TTL) I区 II区 III 区 8 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 9 (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 ) 10 (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 V OHmin V OLmax