基本逻辑关系和门电路.pptx

第第16章章 基本逻辑关系和门电路基本逻辑关系和门电路16.1 数字电路概述数字电路概述16.2 数字电路数字电路16.3 门电路门电路16.4 基本逻辑运算基本逻辑运算2.2.掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表和逻辑表达式。了解号、真值表和逻辑表达式。了解号、真值表和逻辑表达式。了解号、真值表和逻辑表达式。了解 TTLTTL门电路、门电路、门电路、门电路、CMOSCMOS门电路的特点。门电路的特点。门电路的特点。门电路的特点。本章要求：本章要求：3.3.会用逻辑代数的基本运算法则化简会用逻辑代数的基本运算法则化简会用逻辑代数的基本运算法则化简会用逻辑代数的基本运算法则化简 逻辑函数。逻辑函数。逻辑函数。逻辑函数。1.1.掌握十进制数和二进制数的表示及其掌握十进制数和二进制数的表示及其掌握十进制数和二进制数的表示及其掌握十进制数和二进制数的表示及其相互转换。相互转换。相互转换。相互转换。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1.模拟信号：模拟信号：模拟信号：模拟信号：随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号16.1 数字电路概述数字电路概述模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号数字信号数字信号数字信号数字信号电子电路中的信号电子电路中的信号电子电路中的信号电子电路中的信号16.1.1 16.1.1 模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号正弦波信号正弦波信号正弦波信号正弦波信号t t三角波信号三角波信号三角波信号三角波信号t t下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流如整流如整流如整流电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放大区。大区。大区。大区。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路，它注重，它注重，它注重，它注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。2.2.数字信号数字信号数字信号数字信号 在时间上和数量上是不连续变化的量。在时间上和数量上是不连续变化的量。在时间上和数量上是不连续变化的量。在时间上和数量上是不连续变化的量。尖顶波尖顶波尖顶波尖顶波t矩形波矩形波矩形波矩形波t下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系逻辑代数逻辑代数只有高电平和低电平两个取值只有高电平和低电平两个取值导通导通(开开)、截止、截止(关关)便于高度集成化、工作可靠性高、便于高度集成化、工作可靠性高、抗干扰能力强和保密性好等抗干扰能力强和保密性好等研究对象研究对象分析工具分析工具信信 号号电子器件电子器件工作状态工作状态主要优点主要优点16.1.2 数字电路的特点数字电路的特点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页16.2 数字电路数字电路16.2.1 脉冲数字信号脉冲数字信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号正脉冲：正脉冲：正脉冲：正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高脉冲跃变后的值比初始值高负脉冲：负脉冲：负脉冲：负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低脉冲跃变后的值比初始值低如：如：如：如：0+3V0-3V正脉冲正脉冲正脉冲正脉冲0+3V0-3V负脉冲负脉冲负脉冲负脉冲下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度 A A脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿 t tr r 脉冲周期脉冲周期脉冲周期脉冲周期 T T脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿 t tf f 脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度 t tp p 脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：A0.9A0.5A0.1AtptrtfT实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页数码为：数码为：09；基数（数码个数）是；基数（数码个数）是10。运算规律：逢十进一，即：运算规律：逢十进一，即：9110。1、十进制、十进制又如：又如：(209.04)10 2102 0101910001014 1023101 2100 710-1 910-2权权 权权 权权 权权 数码所处位置不同时，所代表的数值不同数码所处位置不同时，所代表的数值不同(32.79)10 十进制数可表示为各位加权系数之和，称为十进制数可表示为各位加权系数之和，称为按权展开式。按权展开式。用下标“10”或“D”（Decimal的缩写）表示。+16.2.2 数制数制下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路状态与十个计数码相对应。这样将在技术上路状态与十个计数码相对应。这样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。带来许多困难，而且很不经济。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2、二进制、二进制数码为：数码为：0、1；基数是；基数是2。运算规律：逢二进一，即：运算规律：逢二进一，即：1110。加法规则：加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法规则：乘法规则：00=0，01=0，10=0，11=1运算运算规则规则下标通常用2或B（Binary的缩写）表示按权展开式表示按权展开式表示(1001.01)2=123+022+021+120+02-1 +12-2 将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。=8+0+0+1+0+0.25=（9.25）10下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页二进制数只有二进制数只有0和和1两个数码，它的每一位都可以两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。算电路也容易实现。但是，位数太多，使用不便，不合人们的习惯。但是，位数太多，使用不便，不合人们的习惯。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页数码为：数码为：07；基数是；基数是8。运算规律：逢八进一，即：运算规律：逢八进一，即：7110。3、八进制、八进制4、十六进制、十六进制数码为：数码为：09、AF；基数是；基数是16。运算规律：逢十六进一，即：运算规律：逢十六进一，即：F110。十六进制数的权展开式：十六进制数的权展开式：如：如：(D8.A)16 13161 816010 161(216.625)10按权展开式表示按权展开式表示(5001.01)8=583+082+081+180+08-1 +18-2=2560+0+0+1+0+0.015625=（2561.015625）10下标可用8或O（Octadic的缩写）表示下标可用16或H（Hex的缩写）表示下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页（1）二进制数转换为八进制数：）二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点开始，将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够位分成一组，不够3位补位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。零，则每组二进制数便是一位八进制数。将将N进制数按权展开，即可以转换为十进制数。进制数按权展开，即可以转换为十进制数。1、二进制数与八进制数的相互转换、二进制数与八进制数的相互转换1 1 0 1 0 1 0.0 10 00 (152.2)8（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进位二进制数表示制数表示。=011 111 100.010 110(374.26)816.2.3 数制转换数制转换下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2、二进制数与十六进制数的相互转换、二进制数与十六进制数的相互转换1 1 1 0 1 0 1 0 0.0 1 10 0 00 (1D4.6)16=1010 1111 0100.0111 0110(AF4.76)16 二进制数与十六进制数的相互转换，按照每二进制数与十六进制数的相互转换，按照每4位二进制数位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。对应于一位十六进制数进行转换。3、十进制数转换为二进制数、十进制数转换为二进制数采用的方法采用的方法 基数连除、连乘法基数连除、连乘法原理原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。将整数部分和小数部分分别进行转换。整数部分采用整数部分采用基数连除法基数连除法，小数部分，小数部分 采用采用基数连乘法基数连乘法。转换后再合并。转换后再合并。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页整数部分采用基数连除法，整数部分采用基数连除法，先得到的先得到的余数余数为低位，后为低位，后得到的得到的余数余数为高位。为高位。小数部分采用基数连乘法，小数部分采用基数连乘法，先得到的先得到的整数整数为高位，后为高位，后得到的得到的整数整数为低位。为低位。所以：(44.375)10(101100.011)2采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意的采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意的N进制数。进制数。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 人人们们在在交交换换信信息息时时，可可以以通通过过一一定定的的信信号号或或符符号号(例例如如二二进进制制码码0和和1)来来进进行行。这这些些信信号号或或符符号号的的含含义义是是人人们们事事先先约约定定而而赋赋予予的的。同同一一信信号号或或符符号号，由由于于人人们们约约定定不不同同，可可以以在在不不同同场场合合有有不不同同的的含含义义。在在数数字字系系统统中中，需需要要把把十十进进制制数数的的数数值值、不不同同的的文文字字、符符号号等等其其他他信信息息用用二二进进制制数数码码来来表表示示才才能能处处理理。用用来来表表示示某一特定信息的二进制数码称为某一特定信息的二进制数码称为代码代码。二进制码不一定表示二进制数。二进制码不一定表示二进制数。16.2.4 码制码制下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页用用四位二进制数码表示一位十进制数码四位二进制数码表示一位十进制数码的编码方的编码方法称为二法称为二十进制码，简称十进制码，简称BCD（Binary Coded Decimal）码。）码。常用的常用的BCD码有码有8421码、码、2421码、码、5421码、余码、余3码等。码等。8421码码+0011四位二进制数最多可以表示四位二进制数最多可以表示16个字符，因此个字符，因此09十个字符与这十个字符与这16个组合之间可以有多种个组合之间可以有多种情况，不同的对应便形成了一种编码。情况，不同的对应便形成了一种编码。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页逻辑代数是按一定的逻辑关系进行运算的代逻辑代数是按一定的逻辑关系进行运算的代数，是分析和设计数字电路的数学工具。在逻辑数，是分析和设计数字电路的数学工具。在逻辑代数，只有代数，只有和和两种逻辑值，两种逻辑值，有有与、或、非与、或、非与、或、非与、或、非三三种基本逻辑运算，还有种基本逻辑运算，还有与或、与非、与或非、异与或、与非、与或非、异与或、与非、与或非、异与或、与非、与或非、异或或或或几种导出逻辑运算。几种导出逻辑运算。逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大写字母表示。逻辑变量的取值只有两种，即写字母表示。逻辑变量的取值只有两种，即逻辑逻辑0和逻辑和逻辑1，0 和和 1 称为逻辑常量，并不称为逻辑常量，并不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻辑表示数量的大小，而是表示两种对立的逻辑状态。状态。16.2.5 基本逻辑关系基本逻辑关系下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑“0”0”表示，开关表示，开关表示，开关表示，开关闭合、灯亮用闭合、灯亮用闭合、灯亮用闭合、灯亮用 逻辑逻辑逻辑逻辑“1”1”表示。表示。表示。表示。逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式：Y=A B1.“1.“与与与与”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “与与与与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。000101110100ABYBY220VA+-状态表状态表状态表状态表下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.“2.“或或或或”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “或或或或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之一逻辑关系是指当决定某事件的条件之一逻辑关系是指当决定某事件的条件之一逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时，该事件就发生。具备时，该事件就发生。具备时，该事件就发生。具备时，该事件就发生。逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A+B状态表状态表状态表状态表BY220VA+-000111110110ABFA下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.“3.“非非非非”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “非非”逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A状态表状态表状态表状态表101AY0Y220VA+-R下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页（1）与非运算：逻辑表达式为：）与非运算：逻辑表达式为：（2）或非运算：逻辑表达式为：）或非运算：逻辑表达式为：4.4.复合逻辑运算复合逻辑运算复合逻辑运算复合逻辑运算下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页（3）异或运算：逻辑表达式为：）异或运算：逻辑表达式为：（4）与或非运算：逻辑表达式为：与或非运算：逻辑表达式为：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页16.3 门门 电电 路路 逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。制信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因因果关系果关系)，所以门电路又称为，所以门电路又称为逻辑门电路逻辑门电路。基本逻辑关系为基本逻辑关系为“与与与与”、“或或或或”、“非非非非”三三种。采用二极管和三极管实现，目前广泛应种。采用二极管和三极管实现，目前广泛应用集成电路。用集成电路。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1.二极管的开关特性二极管的开关特性二极管的开关特性二极管的开关特性导通导通截止截止相当于相当于相当于相当于开关断开开关断开开关断开开关断开相当于相当于相当于相当于开关闭合开关闭合开关闭合开关闭合K3V0VKRRDR16.3.1 16.3.1 二极管和三极管的开关特性二极管和三极管的开关特性二极管和三极管的开关特性二极管和三极管的开关特性2.2.三极管的开关特性三极管的开关特性三极管的开关特性三极管的开关特性饱和饱和截止截止截止截止3V0Vuo 0相当于相当于相当于相当于开关断开开关断开开关断开开关断开相当于相当于相当于相当于开关闭合开关闭合开关闭合开关闭合uo UCC+UCCuiRBRCuoTuo+UCCRCECuo+UCCRCEC 由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范围。而是有一定的变化范围。而是有一定的变化范围。而是有一定的变化范围。门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与我们所讲过的基本逻辑关系相对应。我们所讲过的基本逻辑关系相对应。我们所讲过的基本逻辑关系相对应。我们所讲过的基本逻辑关系相对应。门电路主要有：与门、或门、与非门、或非门电路主要有：与门、或门、与非门、或非门电路主要有：与门、或门、与非门、或非门电路主要有：与门、或门、与非门、或非门、异或门等。门、异或门等。门、异或门等。门、异或门等。16.3.2 分立元件门电路分立元件门电路 电平的高低电平的高低一般用一般用“1”和和“0”两种两种状态区别，若状态区别，若规定规定高电平为高电平为“1”，低电，低电平为平为“0”则则称为称为正逻辑正逻辑。反之则称为反之则称为负负逻辑逻辑。若无特。若无特殊说明，均采殊说明，均采用正逻辑。用正逻辑。100VUcc高电平高电平低电平低电平(1)(1)二极管二极管二极管二极管“与与与与”门电门电门电门电路路路路 1.1.电路电路电路电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A、B、C全为高电平全为高电平“1”，输出输出 Y 为为“1”。输入输入A、B、C不全为不全为“1”，输出输出 Y 为为“0”。0V0V0V0V0V3V+U 12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001010011001001111ABYC“与与与与”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表0V3V3.3.逻辑关系：逻辑关系：逻辑关系：逻辑关系：“与与与与”逻辑逻辑即：有即：有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：&ABYC00000010101011001010011001001111ABYC“与与与与”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表(1)(1)二极管二极管二极管二极管“与与与与”门电门电门电门电路路路路 1.1.电路电路电路电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011011011101011111ABYC“或或或或”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表3V3V-U 12VRDADCABYDBC2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A、B、C全为低电平全为低电平“0”，输出输出 Y 为为“0”。输入输入A、B、C有一个为有一个为“1”，输出输出 Y 为为“1”。(2)(2)二极管二极管二极管二极管“或或或或”门电路门电路门电路门电路3.逻辑关系：逻辑关系：“或或或或”逻辑逻辑即：有即：有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”Y=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：00000010101011001010011001001111ABYC“或或或或”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：ABYC 1(2)(2)二极管二极管二极管二极管“或或或或”门电路门电路门电路门电路+UCC-UBBARKRBRCYT 1 0截止截止截止截止饱和饱和逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A“0”10“1”1.1.电路电路电路电路“0”“1”AY“非非非非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表逻辑符号逻辑符号1AY(3)(3)二极管二极管二极管二极管“非非非非”门电路门电路门电路门电路“与非与非与非与非”门电路门电路门电路门电路有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”“与与与与”门门门门&ABCY&ABC“与非与非与非与非”门门门门00010011101111011011011101011110ABYC“与非与非与非与非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：1Y“非非非非”门门门门“或非或非或非或非”门电路门电路门电路门电路有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”1Y“非非非非”门门门门00010010101011001010011001001110ABYC“或非或非或非或非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表“或或或或”门门门门ABC 1“或非或非或非或非”门门门门YABC 1Y=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形ABY1有有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”有有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”&ABY1 1ABY2Y2(三极管三极管三极管三极管三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路)TTLTTL门电路是双极型集成电路，与分立元件相门电路是双极型集成电路，与分立元件相门电路是双极型集成电路，与分立元件相门电路是双极型集成电路，与分立元件相比，比，比，比，具有速度快、可靠性高和微型化等优点具有速度快、可靠性高和微型化等优点具有速度快、可靠性高和微型化等优点具有速度快、可靠性高和微型化等优点，目，目，目，目前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集成成成成“与非与非与非与非”门电路的工作原理、特性和参数。门电路的工作原理、特性和参数。门电路的工作原理、特性和参数。门电路的工作原理、特性和参数。16.3.3 集成门电路集成门电路(1)TTL门电路门电路输入级输入级输入级输入级中间级中间级中间级中间级输出级输出级输出级输出级1.1.电路电路电路电路 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1E2E3E1B等效电路等效电路等效电路等效电路C多发射极多发射极多发射极多发射极三极管三极管三极管三极管 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1“1”(3.6V)1)1)输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平“1”(3.6V)1”(3.6V)时时时时2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理4.3VT T2 2、T T5 5饱和导通饱和导通饱和导通饱和导通箝位箝位2.1VE E结反偏结反偏结反偏结反偏截止截止截止截止“0”(0.3V)负载电流负载电流负载电流负载电流（灌电流）（灌电流）（灌电流）（灌电流）输入全高输入全高“1”,输出为输出为低低“0”1V T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T12.2.工作原理工作原理工作原理工作原理1VT T2 2、T T5 5截止截止截止截止 负载电流负载电流负载电流负载电流（拉电流）（拉电流）（拉电流）（拉电流）2)2)输入端有任一低电平输入端有任一低电平输入端有任一低电平输入端有任一低电平“0”(0.3V)0”(0.3V)(0.3V)“1”“0”输入有低输入有低“0”输出为输出为高高“1”流过流过 E结的电结的电流为正向电流流为正向电流VY 5-0.7-0.7 =3.6V5V有有有有“0”0”出出出出“1”1”全全全全“1”1”出出出出“0”0”“与非与非”逻逻辑关系辑关系00010011101111011011011101011110ABYC“与非与非与非与非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y&ABC“与非与非与非与非”门门门门下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1.电路电路电路电路有有有有源源源源负负负负载载载载&YCBA逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号 T5Y R3AB CR2R1T2+5V T1RLU(2)OC门电路门电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页OCOC门的特点：门的特点：门的特点：门的特点：1.1.输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载如：如：如：如：Y&CBAKA+24VKA2202.2.几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联&A1B1C1Y1&A2B2C2Y2&A3B3C3Y3URLY“1”“0”“0”“0”“0”下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页OCOC门的特点：门的特点：门的特点：门的特点：1.1.输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载如：如：如：如：Y&CBAKA+24VKA2202.2.几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联&A1B1C1Y1&A2B2C2Y2&A3B3C3Y3URLY“1”“0”“0”“1”“线与线与线与线与”功能功能功能功能0当控制端当控制端当控制端当控制端为高电平为高电平为高电平为高电平“1”1”时，时，时，时，实现正常实现正常实现正常实现正常的的的的“与非与非与非与非”逻辑关逻辑关逻辑关逻辑关系系系系 Y Y=ABAB“1”控制端控制端 DE1.1.电路电路电路电路 T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T1截止截止截止截止(3)三态门电路三态门电路“0”控制端控制端 DE T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T11.1.电路电路电路电路导通导通导通导通1V1V截止截止截止截止截止截止截止截止当控制端当控制端当控制端当控制端为低电平为低电平为低电平为低电平“0”0”时，时，时，时，输出输出输出输出 Y Y处处处处于开路状于开路状于开路状于开路状态，也称态，也称态，也称态，也称为高阻状为高阻状为高阻状为高阻状态。态。态。态。&YEBA逻辑符号逻辑符号 0 高阻高阻0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 1 0 表示任意态表示任意态表示任意态表示任意态三态输出三态输出三态输出三态输出“与非与非与非与非”状态表状态表状态表状态表ABEY输出高阻输出高阻输出高阻输出高阻功能表功能表三态门应用：三态门应用：三态门应用：三态门应用：可实现用可实现用可实现用可实现用一条一条一条一条总线分时传送几个总线分时传送几个总线分时传送几个总线分时传送几个不同的数据或控制信号。不同的数据或控制信号。不同的数据或控制信号。不同的数据或控制信号。“1”“0”“0”如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：总总总总线线线线&A A1 1B B1 1E E1 1&A A2 2B B2 2E E2 2&A A3 3B B3 3E E3 3A1 B1一、一、NMOS门电路门电路 1.NMOS“1.NMOS“非非非非”门电路门电路门电路门电路 gm1gm2T1的的导通通电阻阻 T2的的导通通电阻阻“1”导通导通导通导通“0”“0”“1”截止截止截止截止即：即：T1的的导通管通管压降降 T2的的导通管通管压降降+UDDAYT1T2负载管负载管负载管负载管驱动管驱动管驱动管驱动管始终导通始终导通始终导通始终导通(4)MOS门电路门电路2.NMOS“2.NMOS“与与与与非非非非”门电路门电路门电路门电路 “1”“0”有有“0”全全“1”3.NMOS“3.NMOS“或或或或非非非非”门电路门电路门电路门电路 有有“1”“0”全全“0”“1”Y=A BY=A+B负载管负载管负载管负载管+UDDBYT2T3AT1Y+UDDT3AT1BT2负载管负载管负载管负载管(5)CMOS门电路门电路 1.CMOS“1.CMOS“非非非非”门电路门电路门电路门电路D DS SGGS SD DGG+U UDDDDA AY YT T1 1T T2 2PMOSPMOS管管管管NMOSNMOS管管管管CMOS CMOS 管管管管负载管负载管负载管负载管驱动管驱动管驱动管驱动管(互补对称管互补对称管互补对称管互补对称管)A A=“1”=“1”时，时，时，时，T T1 1导导通，通，通，通，T T2 2截止，截止，截止，截止，Y Y=“0 0”A A=“0”=“0”时，时，时，时，T T1 1截止，截止，截止，截止，T T2 2导导通，通，通，通，Y Y=“1 1”Y=AY=A2.CMOS2.CMOS传输传输传输传输门电路门电路门电路门电路U UDDDDu uI IT T1 1T T2 2C CC Cu uOO控制极控制极控制极控制极控制极控制极控制极控制极（1 1）电路）电路）电路）电路（2 2）工作原理）工作原理）工作原理）工作原理设：设：设：设：10V10V0V0V可见可见可见可见u uI I在在在在010V010V连续变连续变连续变连续变化时，至少有一个管化时，至少有一个管化时，至少有一个管化时，至少有一个管子导通，传输门打开，子导通，传输门打开，子导通，传输门打开，子导通，传输门打开，（相当于开关接通）（相当于开关接通）（相当于开关接通）（相当于开关接通）u uI I可传输到输出端，即可传输到输出端，即可传输到输出端，即可传输到输出端，即u u0 0=u uI I，所以，所以，所以，所以COMSCOMS传传传传输门可以传输模拟信输门可以传输模拟信输门可以传输模拟信输门可以传输模拟信号，也称为号，也称为号，也称为号，也称为模拟开关模拟开关模拟开关模拟开关。（07V07V）导通导通导通导通（310V310V）导通导通导通导通2.CMOS2.CMOS传输传输传输传输门电路门电路门电路门电路U UDDDDu uI IT T1 1T T2 2C CC Cu uOO控制极控制极控制极控制极控制极控制极控制极控制极（2 2）工作原理）工作原理）工作原理）工作原理设：设：设：设：0V0V10V10V可见可见可见可见u uI I在在在在010V010V连续变连续变连续变连续变化时，两管子均截止，化时，两管子均截止，化时，两管子均截止，化时，两管子均截止，传输门关断，（相当传输门关断，（相当传输门关断，（相当传输门关断，（相当于开关断开）于开关断开）于开关断开）于开关断开）u uI I不能传不能传不能传不能传输到输出端。输到输出端。输到输出端。输到输出端。（010V010V）截止截止截止截止截止截止截止截止结论：结论：结论：结论：C=“1”(C=“0”)C=“1”(C=“0”)时传输门开通。时传输门开通。时传输门开通。时传输门开通。C=“0”(C=“1”)C=“0”(C=“1”)时传输门关断。时传输门关断。时传输门关断。时传输门关断。2.CMOS2.CMOS传输传输传输传输门电路门电路门电路门电路TGuIu0CC逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号开关电路开关电路开关电路开关电路TGuIu0CC1“1”开通开通开通开通TGuIu0CC1“0”关断关断关断关断(1)(1)静态功耗低（每门只有静态功耗低（每门只有静态功耗低（每门只有静态功耗低（每门只有0.01mW,TTL0.01mW,TTL每门每门每门每门10mW)10mW)(2)(2)抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强(3)(3)扇出系数大扇出系数大扇出系数大扇出系数大(4)(4)允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽 (3 18V)(3 18V)(1)(1)速度快速度快速度快速度快(2)(2)抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强(3)(3)带负载能力强带负载能力强带负载能力强带负载能力强下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1)1)电压传输特性：电压传输特性：电压传输特性：电压传输特性：输出电压输出电压输出电压输出电压 U Uo o与输入电压与输入电压与输入电压与输入电压 U Ui i 的关系。的关系。的关系。的关系。C CD DE E电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性测试电路测试电路测试电路测试电路0 01 12 23 31 12 23 34 4 U Ui iU Uo o&+5V+5VU Ui iU Uo oV VV VA AB B16.3.4 TTL门电路的主要参数门电路的主要参数下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A AB BC CD DE E2 2）TTL“TTL“与非与非与非与非”门的参数门的参数门的参数门的参数电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性典型值典型值典型值典型值3.6V3.6V，2.4V2.4V为合格为合格为合格为合格典型值典型值典型值典型值0.3V0.3V，0.4V0.4V为合格为合格为合格为合格输出高电平电压输出高电平电压输出高电平电压输出高电平电压U UOHOH输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压U UOLOL输出高电平输出高电平输出高电平输出高电平电压电压电压电压U UOHOH和输出低电平电压和输出低电平电压和输出低电平电压和输出低电平电压U UOLOL0 01 12 23 31 12 23 34 4 U Ui iU Uo o下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ABDE低电平噪声容限电压低电平噪声容限电压低电平噪声容限电压低电平噪声容限电压U UNLNL保证输出高电保证输出高电保证输出高电保证输出高电平电压不低于额定值平电压不低于额定值平电压不低于额定值平电压不低于额定值90%90%的条件下所允许的条件下所允许的条件下所允许的条件下所允许叠加在输入低电平电叠加在输入低电平电叠加在输入低电平电叠加在输入低电平电压上的最大噪声（或压上的最大噪声（或压上的最大噪声（或压上的最大噪声（或干扰）电压。干扰）电压。干扰）电压。干扰）电压。U UNLNL=U UOFF OFF-U UILIL允许叠加干扰允许叠加干扰定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力UOFF U UOFFOFF是保证输出为额定是保证输出为额定是保证输出为额定是保证输出为额定高电平的高电平的高电平的高电平的90%90%时所对应的时所对应的时所对应的时所对应的最大输入低电平电压最大输入低电平电压最大输入低电平电压最大输入低电平电压。0.9UOH01231234 UiUo输入输入输入输入低电平低电平低电平低