1、第一节 半导体二极管门电路1第一节 半导体二极管门电路2一、概述第一节 半导体二极管门电路3第一节 半导体二极管门电路4和和是两种状态，是两种状态，是两个不同的可以截然区别开来的电压范围。是两个不同的可以截然区别开来的电压范围。在电子电路中用高、低电平，分别表示二值逻在电子电路中用高、低电平，分别表示二值逻辑的辑的 1 和和 0 两种逻辑状态。两种逻辑状态。输输入入信信号号获得高，低电平的基本原理输输出出信信号号R vOSvIVcc第一节 半导体二极管门电路54.正逻辑和负逻辑正逻辑和负逻辑10正逻辑01负逻辑今后除非特别说明，本书中一律采用正逻辑。今后除非特别说明，本书中一律采用正逻辑。第一
2、节 半导体二极管门电路65.门电路的发展门电路的发展在最初的数字逻辑电路中，每个门电路都是用若干在最初的数字逻辑电路中，每个门电路都是用若干个分立的半导体器件和电阻、电容连接而成的。个分立的半导体器件和电阻、电容连接而成的。用这种单元电路组成大规模的数字电路是非常困难用这种单元电路组成大规模的数字电路是非常困难的，这就严重地制约了数字电路的普遍应用。的，这就严重地制约了数字电路的普遍应用。随着数字集成电路的问世和大规模集成电路工艺水随着数字集成电路的问世和大规模集成电路工艺水平的不断提高，今天已经能把大量的门电路集成在平的不断提高，今天已经能把大量的门电路集成在一块很小的半导体芯片上，构成功能
3、复杂的一块很小的半导体芯片上，构成功能复杂的“片上片上系统系统”。从制造工艺上可以将目前使用的数字集成电路分为从制造工艺上可以将目前使用的数字集成电路分为双极型双极型、单极型单极型和和混合型混合型三种。三种。第一节 半导体二极管门电路71961年美国得克萨斯仪器公司率先将数字电路的元、年美国得克萨斯仪器公司率先将数字电路的元、器件制作在同一硅片上，制成了数字集成电路器件制作在同一硅片上，制成了数字集成电路（Integrated Circuits，简称，简称 IC）。）。由于集成电路由于集成电路体积小体积小、重量轻重量轻、可靠性好可靠性好，因而在大，因而在大多数领域里迅速取代了分立器件组成的数字
4、电路。多数领域里迅速取代了分立器件组成的数字电路。直到直到20世纪世纪80年代初，采用双极型三极管组成的年代初，采用双极型三极管组成的TTL型集成电路一直是数字集成电路的主流产品。型集成电路一直是数字集成电路的主流产品。TTL电路存在着一个严重的缺点，这就是它的功耗比电路存在着一个严重的缺点，这就是它的功耗比较大。因此，用较大。因此，用TTL电路只能做成小规模集成电路电路只能做成小规模集成电路(简简称称SSI，其中仅包含，其中仅包含10个以内的门电路）和中规模集个以内的门电路）和中规模集成电路成电路(简称简称MSI，其中包含，其中包含10100个门电路）个门电路）。第一节 半导体二极管门电路8
5、CMOS集成电路出现于集成电路出现于20世纪世纪60年代后期，它最突年代后期，它最突出的优点在于功耗极低，所以非常适合制作大规模出的优点在于功耗极低，所以非常适合制作大规模集成电路。集成电路。随着随着CMOS制作工艺的不断进步，无论是在工作速制作工艺的不断进步，无论是在工作速度还是在驱动能力上，度还是在驱动能力上，CMOS电路都已经不比电路都已经不比TTL电路逊色。电路逊色。因此，因此，CMOS电路便逐渐取代电路便逐渐取代TTL电路而成为当前电路而成为当前数字集成电路的主流产品。数字集成电路的主流产品。但在现有的一些设备中仍旧在使用但在现有的一些设备中仍旧在使用TTL电路。电路。第一节 半导体
6、二极管门电路9二、半导体二极管的开关特性第一节 半导体二极管门电路10IIL0vV时，二极管时，二极管导通导通OOL0vVIIHCCvVV时，二极管时，二极管截止截止OOHCCvVV二极管开关电路二极管开关电路VCCRD+-+vOvI第一节 半导体二极管门电路11二极管的伏安特性二极管的伏安特性vio)1e(TsVvIi第一节 半导体二极管门电路12RLVONrDVONOivVONOivVONOivi+-+VCCv第一节 半导体二极管门电路13三、二极管与门二极管与门的逻辑电平二极管与门的逻辑电平A/V0033B/V0303Y/V0.70.70.73.7D1、D2导通导通D1导通导通 D2截止
7、截止D1截止截止 D2导通导通D1、D2导通导通最简单的与门可以由二极管和电阻组成。最简单的与门可以由二极管和电阻组成。图中图中A、B为两个输入变量，为两个输入变量，Y为输出变量。为输出变量。设输入的高、低电平分别为设输入的高、低电平分别为3V、0V，二极管的正向导通压降为二极管的正向导通压降为0.7V。Y二极管与门二极管与门VCC（5V）RD1D2AB第一节 半导体二极管门电路14A0011B0101Y0001二极管与门的真值表二极管与门的真值表ABY 这种与门电路虽然简单，这种与门电路虽然简单，但输出的高、低电平数值和输入的高、低电平数值不相等，但输出的高、低电平数值和输入的高、低电平数值
8、不相等，负载电阻的改变有时会影响输出高电平。负载电阻的改变有时会影响输出高电平。仅用作集成电路内部的逻辑单元。仅用作集成电路内部的逻辑单元。ABY第一节 半导体二极管门电路15四、二极管或门 A/V0033B/V0303Y/V02.32.32.3二极管或门的逻辑电平二极管或门的逻辑电平D1、D2截止截止D1截止截止D2导通导通 D1导通导通D2截止截止D1、D2导通导通最简单的或门也是由二极管和电阻组成。最简单的或门也是由二极管和电阻组成。图中图中A、B为两个输入变量，为两个输入变量，Y为输出变量。为输出变量。设输入的高、低电平分别为设输入的高、低电平分别为3V、0V，二极管的正向导通压降为二极管的正向导通压降为0.7V。D1 RD2ABY二极管或门二极管或门第一节 半导体二极管门电路16A0011B0101Y0111二极管或门的真值表二极管或门的真值表BAYABY第一节 半导体二极管门电路17
