1、图图2-1 二极管与门电路二极管与门电路2.1 基本逻辑门电路基本逻辑门电路2.1.1 二极管与门及或门电路二极管与门及或门电路1.与门电路与门电路+5VVD1VD2 A B F0 0 0 11 01 1 0 0 0 1表表2-1 与门真值表与门真值表 RF&AB逻辑符号逻辑符号FAB AB2.或门电路或门电路 A BF0 0 0 11 01 1 0 0 0 1图图2-1 二极管与门电路二极管与门电路 VD1VD2RF1AB逻辑符号逻辑符号FA+B 表表2-2 或门真值表或门真值表 AB+5VRCFF=AA1图图 2-3 非门电路非门电路RBA2.1.2 非门电路非门电路 A F0 1 1 0
2、 表表2-3 非门真值表非门真值表 逻辑符号逻辑符号2.2 TTL逻辑门电路逻辑门电路 2.2.1 TTL与非门的电路结构和工作原理与非门的电路结构和工作原理1.电路结构电路结构4输入级 中间级 输出级R14k V1(+5V)R21.6kR4130V2V4V3FR31kAB+V CC&FAB2）uAuB3.6VUB12.1 V uF0.3 V1）uA或uB=0.3 V UB11.0 V uF3.6 V2.工作原理工作原理AB32100.511.523CDUNHUNLUi/Vuo/V截止区截止区线性区线性区饱和导通状态饱和导通状态E饱和区2.2.2 TTL与非门的技术参数与非门的技术参数1.电压
3、传输特性电压传输特性图图2-9 TTL与非门的电压传输特性与非门的电压传输特性2.输入负载特性输入负载特性 uRIRI(VCCUBE1)/(R1RI)V1V2+VCC+5VRIR1R3URIURI/V1.41.02.00RI/VRON2.0 kROFF0.91 k 图图2-10 CT74系列与非门输入负载特性系列与非门输入负载特性 例2-1 试针对图2-11所示的两个CT74系列TTL逻辑门电路，分别讨论它们的电压值各约为多少伏？解：当RiRON时，构成高电平输入方式。CT7410ABRI 100&a）F1图图2-11 例例2-1的两个逻辑门电路的两个逻辑门电路 CT74101RI 10k&b
4、）F2F1=3.6V,F1=0.3V3.输入和输出的高、低电压值输入和输出的高、低电压值 输出高电压 UOHuO(A)3.6 V输出低电压 UOLUCES30.3 V 输入低电压 UILuI(B)0.4 V输入高电压 UIHuI(D)1.44.噪声容限噪声容限 UOHUIHUILUOLuUNHUNL未定义UNHUOHUIH UNLUILUOL 5.扇入数和扇出数扇入数和扇出数（1）扇入数）扇入数 TTL门电路的扇入数取决于它的输入端的个数。（2）扇出数）扇出数 1）灌电流工作情况 OLOLILINI（驱动门）（负载门）+5VV4V3V1IIL02）拉电流工作情况+5VV4V3V1IIH1OHO
5、HIH(INI驱动门负载门）（）6.传输延迟时间传输延迟时间 tPD（tPLHtPHL）/2 tPLHtPHLuIuO50%50%50%50%UIHUILUOHUOL2.2.3 集电极开路门和三态门集电极开路门和三态门R1V1(+5V)R2V2V3FR3AB+V CC图图2-16 OC门及其逻辑符号门及其逻辑符号 F&AB1.集电极开路门集电极开路门(OC门门)（1）求负载电阻的最大值）求负载电阻的最大值RLmax UOHVCCIRLRL VCC(nIOHmIIH)RL CCOHLOHIHminmaxVURnImI负载电阻RL的选取应保证：1 输出高电平时，不低于输出高电平的最小值UOHmin
6、；2 输出低电平时，不高于输出低电平的最大值UOLmax（2）求负载电阻的最小值）求负载电阻的最小值RLmin OLRLILCCOLmaxILLIIMIVUMIRCCOLmaxLOLILminmaxVURIMI例例2-3 用3个集电极开路门组成线与线与输出，3个CT74系列与非与非门作为负载，其电路连接如图2-19所示。设线线与与输出的最低高电平UOHmin3.0 V，每个OC门截止时其驱动管V3流入的漏电流IOH2 A；在满足UOL0.4 V的条件下，驱动管V3饱和导通时所允许流入的最大灌电流IOLmax16 mA。试计算线与线与输出时的负载电阻RL。CCOHOHIH5 33 0002 6
7、004min.VUnImI CCOLmaxOLmaxIL5 0416 3 15.VUIM I 解解：查附录C的CT74系列与非与非门技术参数表，可知IIH40 A，IIL1.6 mA，由式（2-13）可计算出RLmax=k8.1 k 根据式（2-15）和以上计算有，0.4 kRL8.1 k，故选取RL2 k（标称电阻）。由式（2-14）可计算出RLmin=k0.4 k2.三态输出门（三态输出门（TSL门门)ABENFVCCV1 V2V3V4 V5VDEN1F&ENABEN&ENABENF（1）TTL三态门（高电平有效）三态门（高电平有效）（2）TTL三态门（低电平有效）三态门（低电平有效）图图
8、2-22 三态门的应用三态门的应用 图图2-23 三态输出三态输出4总线缓冲器总线缓冲器组成的两个数据双向传输电路组成的两个数据双向传输电路（3）TTL三态门的应用三态门的应用2.4 CMOS逻辑门电路逻辑门电路2.4.1 CMOS反相器反相器PMOSVDDuINMOSuOuIuOVDDVPVN图图2-26 CMOS反相器的电路结构反相器的电路结构PMOSVDDuINMOSuO1.工作原理工作原理2.电压传输特性电压传输特性ABCDEFuOuI01/2 VDD1/2 VDD3.CMOS反相器的功耗反相器的功耗4.CMOS反相器的工作速度反相器的工作速度VP2VN1AF=VDDVN2VP1BVP
9、2TN1BF=VDDTN2VP1A2.4.2 CMOS门电路门电路 1.CMOS与非门与非门 ABBA 2.CMOS或非门或非门 A BVDDF=F1AB3.CMOS异或门和同或门异或门和同或门 图图2-32 CMOS异非门电路异非门电路 2.4.3 CMOS传输门和双向模拟开关传输门和双向模拟开关1.CMOS传输门的组成传输门的组成 CCVPVDD0VNuI/uOuO/uITGuI/uOuO/uICC2.CMOS传输门的工作原理传输门的工作原理3.CMOS传输门构成双向模拟开关传输门构成双向模拟开关CuOVDDVPVNTGuI/uOuO/uICC2.4.4 CMOS漏极开路门及三态门漏极开路
10、门及三态门1.CMOS漏极开路门（漏极开路门（OD门）门）2.CMOS三态门三态门 AVDDVPFEN1VPVNVN1AFENl）在CMOS反相器的基础上增加一个附加N沟道增强型MOS工作管VN和一个附加的P沟道增强型MOS负载管VP，便构成了CMOS三态门 AuOVDDVPVNTG1ENF1AENF2）在CMOS反相器的输出端串接一个CMOS双向模拟开关3）增加附加MOS管和CMOS门电路组成CMOS三态门 AVPFEN1VPVN+VDD1AENF基本基本BiCMOS反相器电路反相器电路VDDVPVN1VN2VN3V1V2uOuIVP1VP2VN1VN2VN3VN4VN5BF=A+BV1V2
11、2输入端输入端BiCMOS或非门电路或非门电路VDD2.5 BiCMOS门电路门电路 2.6 门电路使用中注意问题门电路使用中注意问题2.6.1 正负逻辑问题正负逻辑问题1）正、负逻辑约定）正、负逻辑约定（1）令）令H=1、L=0：正逻辑约定；若：正逻辑约定；若H=0、L=1，则为负逻辑约，则为负逻辑约定。定。对同一电路，可用正逻辑，也可用负逻辑。正、负逻辑约对同一电路，可用正逻辑，也可用负逻辑。正、负逻辑约定，并不涉及电路本身结构，但据所选正、负逻辑之不同，即定，并不涉及电路本身结构，但据所选正、负逻辑之不同，即使同一电路也具不同的逻辑功能。使同一电路也具不同的逻辑功能。（2）本书采用正逻辑
12、，即规定高电平）本书采用正逻辑，即规定高电平“1”，低，低“0”,逻表式、特逻表式、特性表、真值表、卡诺图、波形图均按正逻辑约定。性表、真值表、卡诺图、波形图均按正逻辑约定。2）正负逻辑的等效变换）正负逻辑的等效变换一般用正逻辑描述电路，如果要过渡到负逻辑，只需按下列互换一般用正逻辑描述电路，如果要过渡到负逻辑，只需按下列互换即可：即可：正（负）正（负）负（正）负（正）与非与非 或非或非 与与 或或 非非 非非2.6.2 逻辑门多余输入端处理逻辑门多余输入端处理1）TTL门多余输入端处理门多余输入端处理 TTL门使用时，如有多余输入端不用，一般不悬空，以门使用时，如有多余输入端不用，一般不悬空
13、，以防引入低电平干扰，造成逻辑错误。不同门多余输入端有不防引入低电平干扰，造成逻辑错误。不同门多余输入端有不同的处理方法：同的处理方法：（1）TTL与门、与非门多余端与门、与非门多余端 将多余端经过将多余端经过13k的电阻接的电阻接VCC；接高电平接高电平UIH3.6V；将多余端与其他使用端并接使用。将多余端与其他使用端并接使用。（2）TTL或门、或门、TTL或非门多余输入端接地。或非门多余输入端接地。（3）TTL与或非门与或非门一般有多个与门，使用时如有多余与功一般有多个与门，使用时如有多余与功能块不用，其输入端须接地，否则其输出将恒为低电平；如能块不用，其输入端须接地，否则其输出将恒为低电
14、平；如某与门有多个输入端不用，其处理方法同于某与门有多个输入端不用，其处理方法同于TTL与门。与门。2）CMOS门多余输入端处理门多余输入端处理 对于对于CMOS门，多余输入端使之接地（或非门），或直接接门，多余输入端使之接地（或非门），或直接接+VDD（与非门）。（与非门）。例例2-4 用用CMOS反相器反相器CC74HC07作为接口电路，使此门输入为作为接口电路，使此门输入为高时，高时，LED导通。要求：导通。要求：1）画出电路图；）画出电路图；2）设）设LED点亮时所需正向电流为点亮时所需正向电流为10mA，正向导通电压为，正向导通电压为2.2V，VDD=5V，门最大输出低电平，门最大输
15、出低电平UOLmax=0.1V（由附录（由附录C查得），查得），计算限流电阻值。计算限流电阻值。解：解：1）根据题意，）根据题意，LED是是CMOS反相器的负载，故画电路图，反相器的负载，故画电路图，如黑板图示。如黑板图示。2）由图，当）由图，当CMOS反相器出低时，反相器出低时，LED导通发光，因此限流电导通发光，因此限流电阻阻 R=（5-2.2-0.1）V/10mA=270 得得R=270，已是标称阻值。，已是标称阻值。例例2-5 试用CMOS反相器CC74HC07作为接口电路，使门电路的输入为高电平时，发光二极管LED导通。要求：1）画出电路原理图。2）设LED点亮时所需正向电流为10 mA，正向导通电压为2.2 V，电源电压VDD5 V，门电路的最大输出低电平UOLmax0.1 V（由附录C查得），试计算限流电阻值。解解：1）VDD 2）R(52.20.1)V/10 mA270。1输入信号输入信号
