与非门

温柔似野鬼°
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2021年02月11日 16:21
最佳经验
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-

2021年2月11日发(作者:酸辣粉)


教学要求:



熟


练


掌


握


最


简


单


的


与


、


或


、


非


门

< br>电


路


;


掌


握



TTL


门

电


路


、



CMOS


门


电


路


特


点


和


逻


辑


功


能


(


输


入


输


出


关


系


)


;



掌


握



TTL


门


电


路


、



CMOS

门


电


路


的


电


气


特


性


;< /p>



理


解



TTL


门


电


路


、



CMOS

门


电


路


在


应


用


上


的


区< /p>


别


。



了


解


特


殊


的

< p>
门


电


路


,


如



OC


门


,


三


态


门

,



CMOS


传


输


门


。




教学重点:



TTL


门电路的外部特性,逻辑功能、电气特性。



CMOS


门


电


路


的


外


部


特


性


,


逻


辑


功


能


、


电


气


特


性


。




2. 1


概


述





门


电


路



—


—



用


以


实


现


各


种


基


本


逻


辑


关


系


的

< br>电


子


电


路



正


逻


辑



—


—



用



1


表< /p>


示


高


电


平


、


用



0


表


示


低


电


平




负


逻


辑



—


—



用



0


表< /p>


示


高


电


平


、


用



1


表


示


低


电


子


的


情


况

< br>。





2.2


分


立


元


件


门


电


路< /p>




2.2.1


二


极


管


的


开


关


特


性





图


2.2 .1


二


极


管


静


态


开


关


电


路


及


其


等


效


电


路



(a)


电


路


图



(b)


输


入

< p>
高


电


平


时


的


等


效


电

路



(c)


输

入


低


电


平


时


的


等


效


电< /p>


路




二


、


动


态


开

< p>
关


特


性



在


高


速


开

关


电


路


中


,


需


要


了


解< /p>


二


极


管


导


通


与


截


止

< p>
间


的


快


速


转


换


过


程

。




图


2


.


2


.


2< /p>


二


极


管


动


态


开


关


特

< p>
性



(a)


电

< p>
路


图



(b)

< p>
输


入


脉


冲


电


压


波


形


(c)


实


际

电


流


波


形



当


输


入


电


压



U


I


由


正


值



U


F


跃


变


为


负


值



U


R


的


瞬


间


,


V


D


并


不


能


立


刻


截


止


,


而


是


在


外


加


反


向


电

< br>压



UR


< br>作


用


下


,


产


生


了


很


大


的


反


向


电


流



I R


,


这


时



i D


=



I R


≈


- U R


/



R


,< /p>


经


一


段


时


间



t rr


后


二


极


管



V D


才


进


人


截


止


状


态< /p>


,


如


图



3. 2. 3 (c)


所


示


。


通


常


将

< p>


t rr


称


作


反


向


恢




复


时


间


。


产


生



t rr


的


主


要


原


因


是


由


于


二


极


管


在


正


向


导


通


时


,



P


区


的


多< /p>


数


载


流


子


空


穴


大



量


流


入


N


区


,


N


区< /p>


的


多


数


载


流


子


电


子

< p>
大


量


流


入



P


区


,


在



P


区


和



N


区


中


分< /p>


别


存


储


了




大


量

< p>
的


电


子


和


空


穴


,


统

称


为


存


储


电


荷


。


当



U I


由



U F


跃


变


为


负


值



U R


时


,


上


述


存


储



电


荷


不


会


立


刻


消


失


,

< br>在


反


向


电


压


的


作


用


下


形


成


了


较


大


的


反


向


电


流



I R


,


随


着


存

< p>
储


电


荷



的


不


断


消

散


,


反


向


电


流



也


随< /p>


之


减


少


,


最


终


二


极

< p>
管



V D


转


为


截


止


。


当


二


极


管

< br>


V D


由


截



止


转


为


导


通


时


,


在



P


区


和



N


区


中


积< /p>


累


电


荷


所


需


的


时


间

< p>
远


比



t rr


小


得


多


,

< p>
故


可


以


忽


略


。




2. 2. 2


三


极


管


的


开


关

特


性




一


、


静


态


开< /p>


关


特


性


及


开


关


等


效

< p>
电


路






2. 3.1

< br>二


极


管


门


电


路




一


、


二


极


管


与


门


电


路





图


2


.


3


.

< br>1



二


极


管


与


门


的


工


作


原


理





二


、


二


极


管


或


门


电


路





图


2


.


3


.


2



二


极


管


或


门


的


工

< br>作


原


理



(a)


电


路


图



(b)


逻


辑


符


号



(c)


工


作


波


形




表



2.3.1


或


门

输


入


和


输


出


的


逻


辑


电< /p>


平




表



2.3.2

或


门


的


真


值


表





2.3.2


三


极

管


非


门


电


路





图< /p>


2


.


3


.


3



三


极

< p>
管


非


门


的


工


作


原


理


(a)


电


路

图



(b)


逻

辑


符


号



(c)


工


作


波


形








表



2.3.3


非


门

的


真


值


表





2


.


3


.


3



组


合


逻


辑


门


电


路





图


2


.


3


.


4





与


非


门


电


路

< br>及


其


逻


辑


符


号



(a)


电


路


图



( b)


逻


辑


符


号



二


、


或


非


门


电


路




列


出


其


真


值


表

< br>




图


2.3.5


或

非


门


电


路


及


其


逻


辑


符< /p>


号



(a)


电< /p>


路


图



(b)< /p>


逻


辑


符


号



2 . 4 . 1 TTL


与


非


门





内


部


电


路


只


需


了


解


原


理


,


外


部


特

< br>性


要


掌


握


。



一


、



TTL


与


非


门


的


工


作


原< /p>


理




1


.


电


路


结


构





2


.


工


作< /p>


原


理




①



输


入


有


低


电


平



0.3V


:



K


点


电


位< /p>


为



1V; V 1


导


通



V 2 ,V 5


截


止


,



V 3 V 4


导


通


。




(



F


为



3.6V


高


电


平


。



)


②



输< /p>


入


全


为


高


电


平



3V


则



K


点


电


位



3.7V


在


三


个



PN


结


的


钳


制


下



V K =2.1vV 1


集



电

< p>
结


正


偏


发


射


结


反


偏

。


R 1


处


于

< br>倒


置


工


作


状


态


(



B


反


)


R 1 V 5 -

< p>
饱


和


M


点


电


位



1V


则



V 3




—


—



微


导


通


V 4


—


—



截


止


(


则



F=0.3V


低


电

< br>平


)




由



①



、



②




图


2.4.1CT74S


系


列


与


非


门


及


其


逻


辑


符


号


(a)


电


路


图



(b)


逻


辑


符


号



1


.


采


用< /p>


抗


饱


和


三


极


管



< p>
三


极


管


饱


和


越


深


,

其


工


作


速


度


越


慢


。


要< /p>


提


高


电


路


的


工


作


速

< p>
度


,


就


必


须


设


法


使

三


极


管


工


作


在



浅


饱< /p>


和


状


态


,


为


此


,


需

< p>
采


用


抗


饱


和


三


极


管

。




2


.


采


用


有


源


泄


放


电


路




在



V5


导


通


后


,



V6


接


着


导


通


,


分


流


了



V5


的


部


分


基


极


电


流


,


使



V5


工


作


在


浅


饱


和


状


态


,



这


也

< br>有


利


于


缩


短



V5


由


导


通


向


截


止


转


换


的


时


间


。



当



V2


由


导


通


转


为


截


止


后


,


由


于



V6


仍


处


于


导


通


状


态


,

< br>为



V5


基

< br>区


存


储


电


荷


的


泄


放


提


供


了



低


阻


通


路


,


加


速


了



V5


的


截


止


,


从


而


缩


短


了


关


闭


时


间


。




三


、


电


压


传


输


特


性


和


噪


声


容


限




1


.


电


压< /p>


传


输


特


性





2


.


关


门


电


平


、


开


门

< br>电


平


和


阈


值


电


压




(



1


)< /p>


关


门


电


平




在


保

< p>
证


输


出


为


标


准


高


电

平



U SH (


常


取



U SH


=



3V

)


时


,


允


许


输


入


低


电< /p>


平


的


最


大


值


称


为


关

< p>


门


电


平



,


用


U OFF

< br>表


示


。


由


上


图


可


得



U OFF


≈


1.0V

< p>
。


显


然


,


只


有


当


输

入



u I


<



U OFF

时


,


与


非


门


才


关


闭


,< /p>


输


出


高


电


平


。




(



2


)< /p>


开


门


电


平




在


保

< p>
证


输


出


为


标


准


低


电

平



U SL


(


常


取



U SL


=



0.3V


)


时


,


允


许


输


入


高


电


平


的


最


小


值


称



为


开


门


电


平


用


U ON


表


示


。


由


上


图


可


得

< br>


U ON


≈


1.2V


。


显


然


,


只


有


当



u I


>



U ON


时


,


与



非


门


才


开


通


,


输


出


低


电


平


。

< br>


(



3

)


阈


值


电


压




工


作< /p>


在


电


压


传


输


特


性


转

< p>
折


区


中


点


对


应


的


输

入


电


压


称


为


阈


值


电


压< /p>


,


又


称


门


槛


电


平


。

< p>



3


.


噪


声


容


限

< br>


搞


干


扰


能


力




V NL


(


低


电


平


噪


声


容


限< /p>


)



= V OFF


-



V IL



V NL


(


高


电


平


噪


声


容


限


)



= V IH


-



V ON



四


、


输


入


负


载


特


性



-


-


-


-


-


-


-


-