模拟与数字电路 analog and digital circuits
DESCRIPTION
模拟与数字电路 Analog and Digital Circuits. 22_ 逻辑门电路. 内容提纲. TTL 逻辑门 CMOS 逻辑门 逻辑门主要参数. 2. 逻辑 门电路. 实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路 常用集成逻辑门电路 TTL ： 74 、 74LS 、 74AS 、 74ALS 等系列 CMOS ： 4000 系列， 74HC 、 74HCT 、 74VHC 、 74VHCT 、 74LVC 、 74AC 、 74ACT 等系列. V CC. V DD. Rc. Rd. Y. Y. R b. A. A. T. T. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
模拟与数字电路Analog and Digital Circuits
22_逻辑门电路
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 22
内容提纲
• TTL逻辑门• CMOS逻辑门• 逻辑门主要参数
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 3
逻辑门电路• 实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路• 常用集成逻辑门电路
– TTL ： 74 、 74LS 、 74AS 、 74ALS 等系列– CMOS ： 4000 系列， 74HC 、 74HCT 、 74VHC 、
74VHCT 、 74LVC 、 74AC 、 74ACT 等系列
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 4
三极管非门电路
VCC
R
S
Y
A
Rc
VCC
Rb
TA
YRd
VDD
TA
Y
A S YH 合上 LL 断开 H
A Y
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 5
TTL非门
T1
T2
T3
D
T4
R3
R2 R4R1
Vcc
YA
• 设 Vcc=5V, H= 3.4V, L=0.2V, PN结导通电压 0.7V
输入级 中间级 输出级
A T 和 D 状态 Y
L
H
电路状态表
T2 、 T4 截止T3 、 D 导通
T2 、 T4 导通T3 、 D 截止
H
L
AY
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 6
TTL与非门
T1
T2
T3
D
T4
R3
R2 R4R1
Vcc
YA
B
• 当输入中存在低电平时，输出为高电平
• 当输入全是高电平时，输出为低电平
• 输出和输入满足与非逻辑关系
ABY
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 7
TTL或非门和与或非门
BAY CDABY
X2
Z
X1
X2
Z
X1
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 8
TTL集电极开路 (OC)门• 实现线与功能
T1
T2
T4
R3
R2R1
YA
B
AB Y
F = AB • CD
= AB + CD
AB
F
CD
Vcc
R
Vcc
&AB
Y
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 9
• 输出有三种状态– 高电平（ 1 ）– 低电平（ 0 ）– 高阻态（ Z ）
TTL三态 (TS)门
T1
T2
T3
D
T4
R3
R2 R4R1
Vcc
YA
A Y
0 0 1
0 1 0
1 x Z
真值表
ENEN
1AY
EN
YAEN
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 10
CMOS非门• 设 VTN = 2V ， VTP = – 2V ， VDD = 10V
0V
+10V
ATP
VDD
Y
TN
G SD
D
SP
A vGSN vGSP TN TP Y
0V 0V -10V 截止 导通 10V
10V 10V 0V 导通 截止 0V
真值表
YA
A Y
0 1
1 0
AY
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 11
CMOS 与非门
Y
VDD
A
B
TP1
TP2
TN1
TN2
A B TN1 TN2 TP1 TP2 L
0 0 截止 截止 导通 导通 1
0 1 截止 导通 导通 截止 1
1 0 导通 截止 截止 导通 1
1 1 导通 导通 截止 截止 0
真值表
AB
YABY
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 12
CMOS 或非门
A B TN1 TN2 TP1 TP2 L
0 0 截止 截止 导通 导通 1
0 1 截止 导通 导通 截止 0
1 0 导通 截止 截止 导通 0
1 1 导通 导通 截止 截止 0
真值表
BAY
TP1
Y
VDD
A
BTP2
TN2
TN1
AB
Y
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 13
CMOS异或门
BABA
BABA
BA
AB
L
XBAL
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 14
示例— CMOS逻辑门
BABAY
C
D
EC
D
E
• 分析电路逻辑功能
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 15
CMOS漏极开路 (OD)门
AB L CDABL
CDAB
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 16
CMOS三态 (TS)门
YA
EN
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 17
示例— CMOS逻辑门
YA
EN
• 分析电路逻辑功能
EN A Y
0 x Z
1 0 0
1 1 1
真值表
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 18
CMOS传输门
• vi = 0 ～ Vdd
• 当 C=0V ， C =VDD时– T1 、 T2 截止，传输门截止
• 当 C=VDD ， C =0V时– T1 、 T2 至少有一个导通，
传输门导通
– vo = vi
• 传输门相当于一个理想的双向开关
VDDC
C
vi vo
T1
T2
C
TG
C
vi vo
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 19
逻辑门主要参数• 输入 /输出电平
– 导出噪声容限VNH 、 VNL ，表示抗干扰能力
• 输入 /输出电流– 导出扇出系数，
体现带负载能力• 传输延迟时间
– 表征开关速度
驱动门 G1 负载门 G2
G1 vo范围
VOH(min)
VOL(max)
VIH(min)
VIL(max)
VNH
VNL
VDD
0V
G2 vi范围
vo vi
VNH =VOH(min)–VIH(min)
VNL =VIL(max) –VOL(max)
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 20
扇出系数• 所能带同类门电路的最大数目
– N = min （ NOL ， NOH ）
)(
)(
IL
OLOL 负载门
驱动门I
IN
)(
)(
IH
OHOH 负载门
驱动门I
IN
拉电流灌电流
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 21
传输延迟
• 在输入脉冲波形作用下，其输出波形相对于输入波形的延迟时间– tPHL
– tPLH
tPHL
输出
50%
90%
50%
10%
tPLH
tf tr
输入 50%
50%
10%
90%
tPd= (tPLH + tPLH)/2
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 22
作业• P175 ： 6.2 （ a）• P176 ： 6.5 （ a ， b）
23/4/20 模拟与数字电路 — 逻辑门电路 23
The End