数字电路基础课件：第2章-逻辑门电路.ppt

1、2022-5-121 2022-5-122请回忆实现与、或、非逻辑的开关电路形式？它们有何共同特点？开关电路与逻辑电路是如何联系起来的？2022-5-123 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作在开关状态。导通状态：相当于开关闭合截止状态：相当于开关断开。逻辑变量两状态开关： 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0和1；电子开关有两种状态：闭合、断开。半导体二极管、三极管和MOS管，则是构成这种电子开关的基本开关元件。2022-5-124 (1) 静态特性： 断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻ROFF = 无穷，电流IOFF = 0。 闭合时，流过其中的电流不管多大，等效电阻RON

2、= 0，电压UAK = 0。 (2) 动态特性：开通时间 ton = 0 关断时间 toff = 0 理想开关的开关特性： 2022-5-125客观世界中，没有理想开关。乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。2022-5-126静态特性及开关等效电路正向导通时UD(ON)0.7V（硅） 0.3V（锗）RD几 几十相当于开关闭合 图2-1 二极管的伏安特性曲线2022-5-127反向截止时反向饱和电流极小反向电阻很大（约几百k

3、）相当于开关断开图2-1 二极管的伏安特性曲线2022-5-128图2-2 二极管的开关等效电路(a) 导通时 (b) 截止时图2-1 二极管的伏安特性曲线开启电压理想化伏安特性曲线2022-5-1292. 动态特性：若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。 反向恢复时间tre ：二极管从导通到截止所需的时间。一般为纳秒数量级（通常tre 5ns ）。2022-5-12101. 静态特性及开关等效电路在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在饱和和截止两种开关状态，放大

4、区只是极短暂的过渡状态。图2-3三极管的三种工作状态（a）电路 （b）输出特性曲线2022-5-1211开关等效电路(1) 截止状态 条件：发射结反偏特点：电流约为0 2022-5-1212(2)饱和状态条件：发射结正偏，集电结正偏特点：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅2022-5-1213图2-4三极管开关等效电路(a) 截止时 (b) 饱和时2022-5-12142. 三极管的开关时间（动态特性）图2-5 三极管的开关时间 开启时间ton 上升时间tr延迟时间td关闭时间toff下降时间tf存储时间ts2022-5-1215(1) 开启时间ton 三极管从截止到饱和所需的时间。t

5、on = td +tr td ：延迟时间 tr ：上升时间(2) 关闭时间toff 三极管从饱和到截止所需的时间。toff = ts +tf ts ：存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长）tf ：下降时间toff ton 。开关时间一般在纳秒数量级。高频应用时需考虑。2022-5-1216门电路的概念： 实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。分立元件门电路和集成门电路: 分立元件门电路：用分立的元件和导线连接起来构成的门电路。简单、经济、功耗低，负载差。 集成门电路：把构成门电路的元器件和连线都制作在

6、一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门电路。2022-5-1217电路工作原理A、B为输入信号 （+3V或0V）F 为输出信号 VCC+12V表2-1电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V2022-5-1218用逻辑1 1表示高电平（此例为+3V+3V）用逻辑0 0表示低电平（此例为0.7V0.7V）ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V3. 逻辑赋值并规定高低电平4. 真值表ABF000010100111表2-2 二极管与门的真值表A A、B B全1，F

7、F才为1。可见实现了与逻辑2022-5-1219逻辑符号工作波形(又一种表示逻辑功能的方法）逻辑表达式FA B图2-6 二极管与门（a）电路 （b）逻辑符号 （c）工作波形2022-5-1220电路工作原理电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VA、B为输入信号（+3V或0V）F为输出信号 2022-5-12214. 真值表ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V可见实现了或逻辑3. 逻辑赋值并规定高低电平用逻辑1 1表示高电平（此例为+2.3V+2.3V）用逻辑0 0表示低电平（此例为0V0V）ABF00001110

8、1111A A、B B有1，F F就1。表2-2 二极管或门的真值表2022-5-1222图2-7 二极管或门（a）电路 （b）逻辑符号 （c）工作波形逻辑符号工作波形逻辑表达式FA+ B2022-5-1223 电位指绝对电压的大小；电平指一定的电压范围。 高电平和低电平：在数字电路中分别表示两段电压范围。 例：上面二极管与门电路中规定高电平为3V，低电平0.7V。 又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定值为3V，但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为0.3V，但从0V到0.8V都算作低电平。关于高低电平的概念 2022-5-12242. 逻辑状态赋值 在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别

9、表示输入、输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。 经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表，便于进行逻辑分析。2022-5-1225图2-8 非门(a) 电路 （b）逻辑符号电路工作原理A、B为输入信号 （+3.6V或0.3V）F为输出信号 AF0.3V+VCC3.6V0.3V2022-5-12263. 逻辑赋值并规定高低电平用逻辑1 1表示高电平（此例为+3.6V+3.6V）用逻辑0 0表示低电平（此例为0.3V0.3V）4. 真值表AF0.3V+VCC3.6V0.3VAF0110表2-4 三极管非门的真值表A与F相反可见实现了非逻辑Y=A2022-5-1227正逻辑体系：用1表示高电平，用

10、0表示低电平。负逻辑体系：用1表示低电平，用0表示高电平。 正负逻辑的规定 正负逻辑的转换对于同一个门电路，可以采用正逻辑，也可以采用负逻辑。 本书若无特殊说明，一律采用正逻辑体制。 同一个门电路，对正、负逻辑而言，其逻辑功能是不同的。2022-5-1228ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V正与门相当于负或门二极管与门电路用正逻辑ABF000010100111正与门用负逻辑负或门ABF1111010110002022-5-12292-12022-5-1230 2022-5-1231什么是高电平？什么是低电平？什么是状态赋值？什么是正逻辑？什么是负逻辑？二极管

11、与门、或门有何优点和缺点？2022-5-1232TTL集成逻辑门电路的输入和输出结构均采用半导体三极管，所以称晶体管晶体管逻辑门电路，简称TTL电路。TTL电路的基本环节是反相器。简单了解TTL反相器的电路及工作原理，重点掌握其特性曲线和主要参数（应用所需知识）。2022-5-12331. 电路组成图2-9 TTL反相器的基本电路 2022-5-1234(1) 输入级NPN当输入低电平时， uI=0.3V，发射结正向导通， uB1=1.0V当输入高电平时， uI=3.6V，发射结受后级电路的影响将反向截止。 uB1由后级电路决定。NNP2022-5-1235(2) 中间级反相器VT2实现非逻辑

12、反相输出同相输出向后级提供反相与同相输出。输入高电 压时饱和输入低电压时截止2022-5-1236(3) 输出级（推拉式输出） VT3为射极跟随器低输入高输入饱和截止低输入高输入截止导通2022-5-12372. 工作原理（1）当输入高电平时， uI=3.6V，VT1处于倒置工作状态，集电结正偏，发射结反偏，uB1=0.7V3=2.1V，VT2和VT4饱和，输出为低电平uO=0.3V。2.1V0.3V3.6V2022-5-1238（2） 当输入低电平时， uI=0.3V，VT1发射结导通，uB1=0.3V+0.7V=1V，VT2和VT4均截止，VT3和VD导通。输出高电平uO =VCC -UB

13、E3-UD5V-0.7V-0.7V=3.6V1V3.6V0.3V2022-5-1239 (3) 采用推拉式输出级利于提高开关速度和负载能力 VT3组成射极输出器，优点是既能提高开关速度，又能提高负载能力。 当输入高电平时，VT4饱和，uB3=uC2=0.3V+0.7V=1V，VT3和VD截止，VT4的集电极电流可以全部用来驱动负载。 当输入低电平时，VT4截止，VT3导通(为射极输出器)，其输出电阻很小，带负载能力很强。 可见，无论输入如何，VT3和VT4总是一管导通而另一管截止。 这种推拉式工作方式，带负载能力很强。 2022-5-1240电压传输特性：输出电压uO与输入电压uI的关系曲线。

14、图2-10 TTL反相器电路的电压传输特性截止区线性区转折区饱和区VT4截止，称关门VT4饱和，称开门2022-5-12412. 结合电压传输特性介绍几个参数 (1) 输出高电平UOH 典型值为3V。(2) 输出低电平UOL 典型值为0.3V。2022-5-1242(3) 开门电平UON一般要求UON1.8V(4) 关门电平UOFF一般要求UOFF0.8V 在保证输出为额定低电平的条件下，允许的最小输入高电平的数值，称为开门电平UON。在保证输出为额定高电平的条件下，允许的最大输入低电平的数值，称为关门电平UOFF。UOFFUON2022-5-1243(5) 阈值电压UTH 电压传输特性曲线转

15、折区中点所对应的uI值称为阈值电压UTH（又称门槛电平）。通常UTH1.4V。 (6) 噪声容限（ UNL和UNH ） 噪声容限也称抗干扰能力，它反映门电路在多大的干扰电压下仍能正常工作。 UNL和UNH越大，电路的抗干扰能力越强。2022-5-1244UOFFUNLUILUONUNHUIH2022-5-1245 低电平噪声容限（低电平正向干扰范围） UNL=UOFF-UIL UIL为电路输入低电平的典型值（0.3V） 若UOFF=0.8V，则有 UNL=0.8-0.3=0.5 (V) 高电平噪声容限（高电平负向干扰范围）UNH = UIH - UON UIH为电路输入高电平的典型值（3V）

16、若UON=1.8V，则有 UNH = 3-1.8 =1.2 (V)2022-5-12461. 输入伏安特性输入电压和输入电流之间的关系曲线。图2-11 TTL反相器的输入伏安特性（a）测试电路 （b）输入伏安特性曲线2022-5-1247 两个重要参数： (1) 输入短路电流IIS当uI = 0V时，iI从输入端流出。 iI =(VCCUBE1)/R1 =(50.7)/4 1.1mA(2) 高电平输入电流IIH 当输入为高电平时，VT1的发射结反偏，集电结正偏，处于倒置工作状态，倒置工作的三极管电流放大系数反很小(约在0.01以下)，所以 iI = IIH =反 iB2 IIH很小，约为10A

17、左右。2022-5-1248图2-12 输入负载特性曲线 （a）测试电路 （b）输入负载特性曲线 TTL反相器的输入端对地接上电阻RI 时，uI随RI 的变化而变化的关系曲线。2. 输入负载特性2022-5-1249在一定范围内，uI随RI的增大而升高。但当输入电压uI达到1.4V以后，uB1 = 2.1V，RI增大，由于uB1不变，故uI = 1.4V也不变。这时VT2和VT4饱和导通，输出为低电平。虚框内为TTL反相器的部分内部电路 2022-5-1250RI 不大不小时，工作在线性区或转折区。RI 较小时，关门，输出高电平；RI 较大时，开门，输出低电平；ROFFRONRI 悬空时？20

18、22-5-1251(1) 关门电阻ROFF 在保证门电路输出为额定高电平的条件下，所允许RI 的最大值称为关门电阻。典型的TTL门电路ROFF 0.7k。 (2) 开门电阻RON 在保证门电路输出为额定低电平的条件下，所允许RI 的最小值称为开门电阻。典型的TTL门电路RON 2k。 数字电路中要求输入负载电阻RI RON或RI ROFF ，否则输入信号将不在高低电平范围内。振荡电路则令 ROFF RI RON使电路处于转折区。2022-5-12523. 输出特性 指输出电压与输出电流之间的关系曲线。(1) 输出高电平时的输出特性负载电流iL不可过大，否则输出高电平会降低。图2-13 输出高电

19、平时的输出特性（a）电路 （b）特性曲线拉电流负载2022-5-1253图2-14输出低电平时的输出特性（a）电路 （b）特性曲线(2) 输出低电平时的输出特性负载电流iL不可过大，否则输出低电平会升高。一般灌电流在20 mA以下时，电路可以正常工作。典型TTL门电路的灌电流负载为12.8 mA。 灌电流负载2022-5-12541. 平均传输延迟时间tpd 平均传输延迟时间tpd表征了门电路的开关速度。 tpd = （tpLH +tpHL）/2 图2-15 TTL反相器的平均延迟时间 2022-5-12552 TTL门电路主要参数的典型数据表2-5 74系列TTL门电路主要参数的典型数据参

20、数 名 称典 型 数 据 导通电源电流 ICCL 10 mA 截止电源电流 ICCH 5 mA 输出高电平 UOH 3 V 输出低电平 UOL 0.35 V 输入短路电流 IIS 2.2 mA 输入漏电流 IIH 70A 开门电平 UON 1.8 V 关门电平 UOFF 0.8 V 平均传输时间 tpd 30 ns2022-5-12562-62022-5-1257 2022-5-1258TTL反相器的电压传输特性有哪几个区？TTL反相器主要有哪些特性？TTL反相器的主要参数有哪些？2022-5-1259每一个发射极能各自独立形成正向偏置的发射结，并可使三极管进入放大或饱和区。图2-16 多发射

21、极三极管 1TTL与非门的电路结构及工作原理 有0.3V箝位于1.0V全为3.6V集电结导通2022-5-1260图2-17三输入TTL与非门电路(a)电路 (b) 逻辑符号全1输出0有0输出11V 2.1V2022-5-1261 为了提高工作速度，降低功耗，提高抗干扰能力，各生产厂家对门电路作了多次改进。74系列与54系列的电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。其不同之处见下表所示。 系列系列参数参数74系列系列54系列系列工作环境温度工作环境温度070OC-55125OC电源电压工作范围电源电压工作范围5V5%5V10%2022-5-1262表2-6 不同系列TTL门电路的比较 系列参

22、数54/74标准54H/74H高速54S/74S肖特基tpd/ns1064P/门/mw1022.520 系列参数54LS/74LS低功耗肖特基54ALS/74ALS低功耗肖特基高速tpd/ns104P/门/mw21 其中LS系列的综合性能(功耗延迟积)较优，价格较ALS系列优越，因此得到了较广的应用。 2022-5-1263对于不同系列的TTL器件，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。例如，7420、74H20、74S20、74LS20都是四输入双与非门，都采用14条引脚双列直插式封装，而且各引脚的位置也是相同的。2022-5-1264为何要采用集电极

23、开路门呢？推拉式输出电路结构存在局限性。首先，输出端不能并联使用。若两个门的输出一高一低，当两个门的输出端并联以后，必然有很大的电流同时流过这两个门的输出级，而且电流的数值远远超过正常的工作电流，可能使门电路损坏。而且，输出端也呈现不高不低的电平，不能实现应有的逻辑功能。 2022-5-1265图2-18推拉式输出级并联的情况01很大的电流不高不低的电平：1/0?2022-5-1266 其次，在采用推拉式输出级的门电路中，电源一经确定（通常规定为5V），输出的高电平也就固定了（不可能高于电源电压5V），因而无法满足对不同输出高电平的需要。 集电极开路门（简称OC门）就是为克服以上局限性而设计的

24、一种TTL门电路。 2022-5-1267 (1)电路结构：输出级是集电极开路的。 1集电极开路门的电路结构 (2)逻辑符号：用“”表示集电极开路。图2-19 集电极开路的TTL与非门（a）电路 （b）逻辑符号集电极开路2022-5-1268(3)工作原理：当VT3饱和，输出低电平UOL0.3V；当VT3截止，由外接电源E通过外接上拉电阻提供高电平UOHE。因此， OC门电路必须外接电源和负载电阻，才能提供高电平输出信号。2022-5-1269(1) OC门的输出端并联，实现线与功能。 RL为外接负载电阻。图2-20 OC门的输出端并联实现线与功能 Y1Y2Y000010100111CDABC

25、DABYYY212022-5-1270图2-21用OC门实现电平转换的电路 （2）用OC门实现电平转换2022-5-1271三态门电路的输出有三种可能出现的状态：高电平、低电平、高阻。何为高阻状态？悬空、悬浮状态，又称为禁止状态。测电阻为，故称为高阻状态。测电压为0V，但不是接地。因为悬空，所以测其电流为0A。2022-5-1272(1)电路结构：增加了控制输入端（Enable）。 1三态门的电路结构(2)工作原理：01截止YAB EN = 0时，时，电路为正常的与非工作状态，所以称控制端低电平有效。2022-5-127310导通1.0V1.0V截止截止悬空当EN = 1时，门电路输出端处于悬

26、空的高阻状态。2022-5-1274控制端高电平有效的三态门(2)逻辑符号控制端低电平有效的三态门用“”表示输出为三态。高电平有效低电平有效2022-5-12752三态门的主要应用实现总线传输要求各门的控制端EN轮流为高电平，且在任何时刻只有一个门的控制端为高电平。图2-23 用三态门实现总线传输 如有8个门，则8个EN端的波形应依次为高电平，如下页所示。2022-5-12762022-5-12771、2-22、2-32022-5-12782022-5-1279为什么要用OC门？OC门的工作条件？OC门有何应用？三态门有哪三态？三态门有何应用？2022-5-1280MOS门电路：以MOS管作为

27、开关元件构成的门电路。 MOS门电路，尤其是CMOS门电路具有制造工艺简单、集成度高、抗干扰能力强、功耗低、价格便宜等优点，得到了十分迅速的发展。2022-5-12811MOS管的开关特性 MOS管有NMOS管和PMOS管两种。 当NMOS管和PMOS管成对出现在电路中，且二者在工作中互补，称为CMOS管(意为互补)。MOS管有增强型和耗尽型两种。 在数字电路中，多采用增强型。2022-5-1282图2-24 NMOS管的电路符号及转移特性 (a) 电路符号 （b）转移特性D接正电源截止导通导通电阻相当小 （1）NMOS管的开关特性 2022-5-1283图2-25 PMOS管的电路符号及转移

28、特性 (a) 电路符号 （b）转移特性D接负电源 （2）PMOS管的开关特性 导通导通电阻相当小截止2022-5-1284图2-26 CMOS反相器 PMOS管负载管NMOS管驱动管 开启电压|UTP|=UTN，且小于VDD。 2CMOS反相器的工作原理 （1）基本电路结构2022-5-1285 （2）工作原理图2-26 CMOS反相器 UIL=0V截止导通UOHVDD当uI= UIL=0V时，VTN截止，VTP导通， uO = UOHVDD 2022-5-1286图2-26 CMOS反相器 UIH= VDD截止UOL 0V当uI =UIH = VDD ，VTN导通，VTP截止， uO =UO

29、L0V导通2022-5-1287 （3）逻辑功能实现反相器功能（非逻辑）。 （4）工作特点VTP和VTN总是一管导通而另一管截止，流过VTP和VTN的静态电流极小（纳安数量级），因而CMOS反相器的静态功耗极小。这是CMOS电路最突出的优点之一。2022-5-1288图2-27 CMOS反相器的电压传输特性和电流传输特性 3 电压传输特性和电流传输特性AB段：截止区i iD D为0BC段：转折区阈值电压UTHVDD/2转折区中点：电流最大CMOS反相器在使用时应尽量避免长期工作在BC段。CD段：导通区2022-5-12894. CMOS电路的优点 （1）微功耗。 CMOS电路静态电流很小，约为

30、纳安数量级。 （2）抗干扰能力很强。 输入噪声容限可达到VDD/2。 （3）电源电压范围宽。 多数CMOS电路可在318V的电源电压范围 内正常工作。 （4）输入阻抗高。 （5）负载能力强。 CMOS电路可以带50个同类门以上。 （6）逻辑摆幅大。（低电平0V，高电平VDD ）2022-5-1290 负载管串联（串联开关）1 CMOS或非门 驱动管并联（并联开关）图2-28 CMOS或非门 A、B有高电平，则驱动管导通、负载管截止，输出为低电平。 10截止导通2022-5-1291 该电路具有或非逻辑功能,即Y=A+B 当输入全为低电平，两个驱动管均截止，两个负载管均导通，输出为高电平。00截

31、止导通12022-5-1292图2-29 CMOS与非门 该电路具有与非逻辑功能，即 Y=AB2 CMOS与非门 负载管并联（并联开关） 驱动管串联（串联开关）2022-5-1293 （1）电路结构C和C是一对互补的控制信号。由于VTP和VTN在结构上对称，所以图中的输入和输出端可以互换，又称双向开关。3 CMOS传输门 图2-30 CMOS传输门（a）电路 （b）逻辑符号2022-5-1294若 C =1（接VDD )、C =0（接地），当0uI(VDD|UT|)时，VTN导通；当|UT|uIVDD 时，VTP导通； uI在0VDD之间变化时，VTP和VTN至少有一管导通，使传输门TG导通。

32、 （2） 工作原理（了解）若 C = 0（接地)、C = 1（接VDD ），uI在0VDD 之间变化时，VTP和VTN均截止，即传输门TG截止。2022-5-1295 （3） 应用举例 图2-31 CMOS模拟开关 CMOS模拟开关：实现单刀双掷开关的功能。 C = 0时，TG1导通、TG2截止，uO = uI1； C = 1时，TG1截止、TG2导通，uO = uI2。2022-5-1296图2-32 CMOS三态门(a)电路 (b) 逻辑符号 当EN= 0时，TG导通，F=A； 当EN=1时，TG截止，F为高阻输出。 CMOS三态门2022-5-1297 1输入电路的静电保护 CMOS电路

33、的输入端设置了保护电路，给使用者带来很大方便。但是，这种保护还是有限的。由于CMOS电路的输入阻抗高，极易产生感应较高的静电电压，从而击穿MOS管栅极极薄的绝缘层，造成器件的永久损坏。为避免静电损坏，应注意以下几点： 2022-5-1298 （1）所有与CMOS电路直接接触的工具、仪表等必须可靠接地。 （2）存储和运输CMOS电路，最好采用金属屏蔽层做包装材料。2多余的输入端不能悬空。输入端悬空极易产生感应较高的静电电压，造成器件的永久损坏。对多余的输入端，可以按功能要求接电源或接地，或者与其它输入端并联使用。2022-5-12991多余或暂时不用的输入端不能悬空，可按以下方法处理：（1）与其

34、它输入端并联使用。 （2）将不用的输入端按照电路功能要求接电源或接地。比如将与门、与非门的多余输入端接电源，将或门、或非门的多余输入端接地。2022-5-12100 (1) 在每一块插板的电源线上，并接几十F的低频去耦电容和0.010.047F的高频去耦电容，以防止TTL电路的动态尖峰电流产生的干扰。 (2) 整机装置应有良好的接地系统。2 电路的安装应尽量避免干扰信号的侵入，保证电路稳定工作。2022-5-12101 TTL和CMOS电路的电压和电流参数各不相同，需要采用接口电路。一般要考虑两个问题：一是要求电平匹配，即驱动门要为负载门提供符合标准的输出高电平和低电平；二是要求电流匹配，即驱

35、动门要为负载门提供足够大的驱动电流。2022-5-121021. TTL门驱动CMOS门门 （1）电平不匹配TTL门作为驱动门，它的UOH2.4V,UOL0.5V； CMOS门作为负载门，它的UIH3.5V，UIL1V。可见，TTL门的UOH不符合要求。 （2）电流匹配CMOS电路输入电流几乎为零，所以不存在问题。2022-5-12103 （3）解决电平匹配问题 图2-33 TTL门驱动CMOS门 外接上拉电阻RP在TTL门电路的输出端外接一个上拉电阻RP，使TTL门电路的UOH5V。（当电源电压相同时） 2022-5-12104选用电平转换电路(如CC40109)若电源电压不一致时可选用电平

36、转换电路。 CMOS电路的电源电压可选318V； 而TTL电路的电源电压只能为5V。 采用TTL的OC门实现电平转换。若电源电压不一致时也可选用OC门实现电平转换。2022-5-121052. CMOS门驱动TTL门（1）电平匹配 CMOS门电路作为驱动门，UOH5V，UOL0V； TTL门电路作为负载门，UIH2.0V，UIL0.8V。 电平匹配是符合要求的。（2）电流不匹配 CMOS门电路4000系列系列最大允许灌电流为0.4mA， TTL门电路的IIS1.4 mA， CMOS4000系列驱动电流不足。2022-5-12106 （3）解决电流匹配问题 CMOS电路常用的是4000系列和54

37、HC/74HC系列产品，后几位的序号不同，逻辑功能也不同。 选用CMOS缓冲器 比如，CC4009的驱动电流可达4 mA。 选用高速CMOS系列产品选用CMOS的54HC/74HC系列产品可以直接驱动TTL电路。 2022-5-12107表2-7 各种系列门电路的主要参数2022-5-12108表2-8 常用集成门电路(TTL系列） 型 号名 称主 要 功 能74LS00四2输入与非门 74LS02四2输入或非门 74LS04六反相器 74LS05六反相器OC门74LS08四2输入与门 74LS13双4输入与非门施密特触发74LS308输入与非门 74LS32四2输入或门 74LS644-2-

38、3-2输入与或非门 74LS13313输入与非门 74LS136四异或门OC输出74LS365六总线驱动器同相、三态、公共控制74LS368六总线驱动器反相、三态、两组控制2022-5-12109表2-8 常用集成门电路(CMOS系列） 型 号名 称主 要 功 能CC4001四2输入或非门 CC4011四2输入与非门 CC4030四异或门 CC4049六反相器 CC4066四双向开关 CC4071四2输入或门 CC4073三3输入与门 CC4077四异或非门 CC40788输入或 / 或非门 CC40862-2-2-2输入与或非门可扩展CC4097双8选1模拟开关 CC4502六反相器 / 缓冲器三态、有选通端2022-5-12110门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，掌握各种门电路的逻辑功能和电气特性，对于正确使用数字集成电路是十分必要的。本章介绍了目前应用最广泛的TTL和CMOS两类集成逻辑门电路。在学习这些集成电路时，应把重点放在它们的外部特性上。外部特性包含两个内容，一个是输出与输入间的逻辑关系，即所谓逻辑功能；另一个是外部的电气特性，包括电压传输特性、输入特性、输出特性等。本章也讲一些集成电路内部结构和工作原理，但目的是帮助读者加深对器件外特性的理解，以便更好地利用这些器件。2022-5-121111、2-42、2-7