半导体二极管门电路.pptx
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1、第一节 半导体二极管门电路1下页下页返回返回一、概述1.1.1.1.门电路的概念门电路的概念门电路的概念门电路的概念 用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路,用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路,用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路,用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路,通称为通称为通称为通称为逻辑门电路逻辑门电路逻辑门电路逻辑门电路,简称,简称,简称,简称门电路门电路门电路门电路。常用的门电路在逻辑功能上有:常用的门电路在逻辑功能上有:常用的门电路在逻辑功能上有:常用的门电路在逻辑功能上有:与门与门与门与门、或门或门或门或门、非门非门非门非门、与非门与非门与非门
2、与非门、或非门或非门或非门或非门、与或非门与或非门与或非门与或非门、异或门异或门异或门异或门等。等。等。等。上页上页第一节 半导体二极管门电路2下页下页返回返回上页上页在二值逻辑中,逻辑变量的取值不是在二值逻辑中,逻辑变量的取值不是在二值逻辑中,逻辑变量的取值不是在二值逻辑中,逻辑变量的取值不是就是就是就是就是,在数字电路中,与之对应的是:在数字电路中,与之对应的是:在数字电路中,与之对应的是:在数字电路中,与之对应的是:电子开关电子开关电子开关电子开关的的的的两种状态两种状态两种状态两种状态。半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管 、三极管三极管三极管三极管和和和和MOSMOSMO
3、SMOS管管管管,则是构成这种电子开关的基本开关元件。则是构成这种电子开关的基本开关元件。则是构成这种电子开关的基本开关元件。则是构成这种电子开关的基本开关元件。2.2.2.2.逻辑变量与状态开关逻辑变量与状态开关逻辑变量与状态开关逻辑变量与状态开关第一节 半导体二极管门电路3下页下页返回返回上页上页高电平高电平高电平高电平和和低电平低电平低电平低电平是两种状态,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。3.3.3
4、.3.高、低电平与正、负逻辑高、低电平与正、负逻辑高、低电平与正、负逻辑高、低电平与正、负逻辑控制控制控制控制开关开关开关开关S SS S断开时,输出高电平断开时,输出高电平断开时,输出高电平断开时,输出高电平S S接通时,输出低电平接通时,输出低电平接通时,输出低电平接通时,输出低电平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4下页下页返回返回上页上页4.正逻辑和负逻辑正逻辑和负逻辑10正逻辑01负逻辑用表示高电平用表示高电平用表示高电平用表示高电平用表示低电平用表示低电平用表示低电平用表示低电平用用用用0 0表示高电平表示高电平表
5、示高电平表示高电平用用用用1 1表示低电平表示低电平表示低电平表示低电平今后除非特别说明,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。第一节 半导体二极管门电路5下页下页返回返回上页上页5.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个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。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的,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。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
6、模集成电路工艺水平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一块的不断提高,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,构成功能复杂的很小的半导体芯片上,构成功能复杂的“片上系统片上系统”。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双极型极型、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6下页下页返回返回上页上页1961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
7、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
8、(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7下页下页返回返回上页上页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,它最突出年代后期,它最突出的优点在于功耗极低,所以非常适合制作大规模集成的优点在于功耗极低,所以非常适合制作大规模集成电路。电路。随着随着CMOS制作工艺的不断进步,无论是在工作速度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,还是在驱动能力上,CMOS电路都已经不比电路都已经不比TTL电电路逊色。路
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