--高速逻辑电路分析.pptx
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1、高速电路信号完整性分析与设计电子工业出版社教材电子工业出版社教材配套电子教案配套电子教案第三章 高速逻辑电路分析l 高速高速TTL电路电路l 高速高速CMOS电路电路l ECL电路电路l LVED器件与电路器件与电路l 高速逻辑电路使用规则高速逻辑电路使用规则高速高速TTL电路电路l 三极管的动态开关特性三极管的动态开关特性 三三极极管管在在饱饱和和与与截截止止两两种种状状态态转转换换过过程程中中具具有有的的特特性性称为三极管的开关特性。称为三极管的开关特性。高速高速TTL电路电路三极管的动态特性 高速高速TTL电路电路l TTL基本电路的工作原理基本电路的工作原理 反相器是反相器是TTLTT
2、L门电路中电路结构最简单的一种。门电路中电路结构最简单的一种。TTLTTL反反相器的典型电路如下:相器的典型电路如下:高速高速TTL电路电路 TTL与非门电路结构如下与非门电路结构如下:高速高速TTL电路电路高速高速TTL的实现方式的实现方式高速系列(74H系列)74H系列与非门的电路结构如下:高速高速TTL电路电路肖特基系列(74S系列)肖特基TTL(STTL)与非门的电路结构高速高速TTL电路电路低功耗肖特基系列(74LS系列)低功耗肖特基(74LS)与非门的电路结构 高速高速TTL电路电路其他系列其他系列(1 1)先进肖特基系列)先进肖特基系列(74AS(74AS系列系列)(2 2)先进
3、低功耗肖特基系列)先进低功耗肖特基系列(74ALS(74ALS系列系列)(3)高速肖特基系列)高速肖特基系列(74F系列系列)高速高速CMOSCMOS电路电路l MOS管的开关特性管的开关特性 下图给出了一个下图给出了一个NMOSNMOS管组成的电路及其管组成的电路及其动态特性示意图:动态特性示意图:高速高速CMOSCMOS电路电路lCMOS基本电路基本电路 CMOSCMOS反相器的工作原理反相器的工作原理CMOS反相器的基本电路结构及CMOS电压传输特性曲线 高速高速CMOSCMOS电路电路其他类型的其他类型的CMOS门电路门电路 (1)CMOS传输门传输门(TG):CMOS传输门与传输门与
4、CMOS反相反相 器一样,也是构成各种逻辑电路的一种基本单元电路器一样,也是构成各种逻辑电路的一种基本单元电路CMOS传输门的电路结构 高速高速CMOSCMOS电路电路 (2)CMOS模拟开关:模拟开关:CMOS模拟开关是控制模拟信号模拟开关是控制模拟信号传输的电子开关,开关通与断由数字信号控制。传输的电子开关,开关通与断由数字信号控制。CMOS 模拟开关的电路结构 高速高速CMOSCMOS电路电路 (3)CMOS与非门电路与非门电路CMOS与非门电路结构 高速高速CMOSCMOS电路电路lCMOS集成电路的特点集成电路的特点1.功耗低功耗低2.高噪声容限,抗干扰能力强高噪声容限,抗干扰能力强
5、3.工作电压范围宽工作电压范围宽4.逻辑摆幅大逻辑摆幅大5.输入阻抗高输入阻抗高6.温度稳定性能好温度稳定性能好7.扇出稳定性能好扇出稳定性能好高速高速CMOSCMOS电路电路l 高速高速CMOSCMOS的实现方式的实现方式 CMOS CMOS数字集成电路主要有数字集成电路主要有CMOS4000CMOS4000系列和系列和HCMOSHCMOS系列。系列。MOS管的寄生电容效应 高速高速CMOSCMOS电路电路l CMOS电路的改进型电路的改进型高速高速CMOS电路电路 高速高速CMOS门电路从工艺上作了三个方面的改进:门电路从工艺上作了三个方面的改进:(1)采用硅栅工艺制造;采用硅栅工艺制造;
6、(2)尽可能地减小沟道的长度;尽可能地减小沟道的长度;(3)缩缩小小MOS管管的的尺尺寸寸,使使高高速速CMOS电电路路的的寄寄生生电电容容减减小,开关速度达到标准小,开关速度达到标准CMOS4000系列的系列的810倍。倍。高速高速CMOSCMOS电路电路 54HC/74HC与CMOS4000性能比较高速高速CMOSCMOS电路电路双极型双极型CMOS门电路门电路(Bi-CMOS)Bi-CMOS(Bipolar CMOS)是双极型是双极型CMOS电路的简称,电路的简称,它采用它采用CMOS电路实现逻辑功能,采用驱动能力强的电路实现逻辑功能,采用驱动能力强的TTL电路实现输出级;具有电路实现输
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