数字电路与逻辑设计第2讲.ppt

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数字逻辑与数字系统
第二讲 逻辑门电路
01
了解分立元件与、或、非、或非、与非门的电路组成、 工作原理、逻辑功能及其描述方法；
掌握逻辑约定及逻辑符号的意义；
熟练掌握TTL与非门典型电路的分析方法、电压传输特性、输入特性、输入负载特性、输出特性；了解噪声容限、TTL与非门性能的改进方法；
掌握OC门、三态门的工作原理和使用方法，正确理解OC门负载电阻的计算及线与、线或的概念；
掌握CMOS反相器、与非门、或非门、三态门的逻辑功能分析，CMOS反相器的电压及电流传输特性；
基本要求
逻辑约定
数字电路中关于高、低电平的概念
VH —— 高电平 1
VL —— 低电平 0
逻辑电平：由半导体电子元器件组成的逻辑电路,表现为“0”和“1”两个不同的状态,常用一个电压范围表示叫做逻辑0 和逻辑1,或叫做0态和1态，统称逻辑电平。
逻辑电平不是物理量，而是物理量的相对表示。
表示的是一定的电压范围，不是一个固定值
逻辑门电路的分类：
1、按所采用的半导体器件进行分类
分立元件
集成逻辑门电路
双极型 ——
MOS ——
采用双极型半导体器件作为元件,速度快、负载能力强，但功耗较大、 集成度较低。
采用金属-氧化物半导体场效应管作为元件。结构简单、制造方便、集成度高、功耗低，但速度较慢。
二极管-晶体管逻辑电路DTL (Diode Transistor Logic )
01
晶体管-晶体管逻辑电路TTL (Transistor Transistor Logic)；
02
发射极耦合逻辑电路ECL(Emitter Coupled Logic)。
03
集成注入逻辑电路I2L(Integrated Injection Logic)
04
双极型集成电路又可进一步可分为：
MOS集成电路又可进一步分为：
PMOS( P-channel Metal Oxide Semiconductor)；
NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)；
CMOS(Complement Metal Oxide Semiconductor)。
CMOS电路应用较普遍，不但适合通用逻辑电路的设计，而且综合性能最好 。
小规模集成电路（SSI）
0~9个二输入门
中规模集成电路（MSI）
10~99个门
大规模集成电路（LSI）
100个门以上
超大规模集成电路（VLSI）
超过1000个门
按集成电路规模的大小进行分类
数字集成电路
第一节 二极管和三级管的开关特性
二极管的开关特性
三极管的开关特性
TTL管的开关特性
MOS管的开关特性
一、二极管的开关特性
二极管的开关特性
理想：
☀接通时，接触电阻为0，无压降
☀断开时，接触电阻为∞，无电流
实际：
☂ 0<ui≦Uth时，二极管截止
☂ ui>Uth后，二极管导通，当Uth=，iD=(ui-)/R，
☂ ui<0时，二极管反向截止，等效为一个断开的开关