组合逻辑电路3_精品文档.ppt

资源描述

组合逻辑电路3_精品文档.ppt

《组合逻辑电路3_精品文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《组合逻辑电路3_精品文档.ppt（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

组合逻辑电路3_精品文档.ppt

组合逻辑电路组合逻辑电路-门电路门电路数字电子电路数字电子电路基础基础12.1概述概述门电路的作用：

门电路的作用：

是用以实现逻辑关系的电子电是用以实现逻辑关系的电子电路，与基本逻辑关系相对应。

路，与基本逻辑关系相对应。

门电路的主要类型：

与门、或门、与非门、或与门、或门、与非门、或非门、异或门等。

非门、异或门等。

门电路的输出状态与赋值对应关系：

正逻辑：

高电位对应高电位对应“1”；低电位对应；低电位对应“0”。

混合逻辑：

输入用正逻辑、输出用负逻辑；或者输输入用正逻辑、输出用负逻辑；或者输入用负逻辑、输出用正逻辑。

入用负逻辑、输出用正逻辑。

一般采用一般采用正逻辑正逻辑负逻辑：

负逻辑：

高电位对应高电位对应“0”；低电位对应；低电位对应“1”。

2100VVcc在数字电路中，对电压值为多少并不重要，在数字电路中，对电压值为多少并不重要，只要能判断高低电平即可。

只要能判断高低电平即可。

K开开-VO输出高电平，对应输出高电平，对应“1”。

K合合-VO输出低电平，对应输出低电平，对应“0”。

VOKVccRVV3门门（电子开关电子开关）满足一定条件时，电路允满足一定条件时，电路允许信号通过许信号通过开关接通开关接通。

开门状态：

关门状态：

条件不满足时，信号通不条件不满足时，信号通不过过开关断开开关断开。

4开关开关作用作用二极管二极管反向截止：

反向截止：

开关接通开关接通开关断开开关断开三极管三极管（C,E）饱和区：

饱和区：

截止区：

开关接通开关接通CEB开关断开开关断开正向导通：

正向导通：

CEB5R1R2AF+uccuAtuFt+ucc0.3V三极管的开关特性：

三极管的开关特性：

62.2分离元件门电路分离元件门电路一、二极管与门一、二极管与门FD1D2AB+12V逻辑变量逻辑变量逻辑函数逻辑函数（uD=0.3V）7000010ABF100111逻辑式：

逻辑式：

F=AB逻辑符号：

逻辑符号：

&ABF8二、二极管或门二、二极管或门FD1D2AB-12V9000011ABF101111逻辑式：

逻辑式：

F=A+B逻辑符号：

逻辑符号：

1ABF10R1DR2AF+12V+3V三、三极管非门三、三极管非门嵌位二极管嵌位二极管11逻辑式：

逻辑式：

逻辑符号：

1AF12R1DR2F+12V+3V三极管非门三极管非门D1D2AB+12V二极管与门二极管与门四、与非门四、与非门逻辑式：

逻辑式：

&ABF逻辑符号：

逻辑符号：

131.体积大、工作不可靠。

体积大、工作不可靠。

2.需要不同电源。

需要不同电源。

3.各种门的输入、输出电平不匹配。

各种门的输入、输出电平不匹配。

分立元件门电路的缺点：

采用类似的方法还可以构成采用类似的方法还可以构成或非门或非门、异、异或门等。

或门等。

142.3TTL门门数字集成电路：

数字集成电路：

在一块半导体基片上制作出一个在一块半导体基片上制作出一个完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。

完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。

使用时接：

电源、输入和输出。

数字集成电使用时接：

电源、输入和输出。

数字集成电路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价格便宜的特点。

格便宜的特点。

TTL型电路：

型电路：

输入和输出端结构都采用了半导体晶输入和输出端结构都采用了半导体晶体管，称之为体管，称之为:

TransistorTransistorLogic。

15100个以下：

个以下：

小规模小规模集成电路集成电路（SmallScaleIntegration:

SSI）几百个：

几百个：

中规模中规模集成电路集成电路（MediumScaleIntegration:

MSI）几千个：

几千个：

大规模大规模集成电路集成电路（LargeScaleIntegration:

LSI）一万个以上：

一万个以上：

超大规模超大规模集成电路集成电路（VeryLargeScaleIntegration:

VLSI）名称名称16TTL与非门的内部结构与非门的内部结构+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC3603k75010017一、一、电压传输特性电压传输特性2.3.1TTL与非门的特性和技术参数与非门的特性和技术参数uo（V）ui（V）123UOH（3.4V）UOL（0.3V）传输特性曲线传输特性曲线uo（V）ui（V）123UOH“1”UOL（0.3V）阈值阈值UT=1.4V理想的传输特性理想的传输特性输出高电平输出高电平输出低电平输出低电平181.输出高电平输出高电平UOH、输出低电平输出低电平UOLUOH2.4VUOL0.4V便认为合格。

便认为合格。

典型值典型值UOH=3.4VUOL=0.3V。

2.阈值电压阈值电压UTuiUT时，认为时，认为ui是高电平。

是高电平。

UT=1.4V19二、二、扇出系数扇出系数与非门电路输出能驱动同类门的个数，与非门电路输出能驱动同类门的个数，与非与非门的扇出系数一般是门的扇出系数一般是10。

三、三、TTL与非门在使用时多余输入端处理：

与非门在使用时多余输入端处理：

1.接接+5V。

2.若悬空，若悬空，UI=“1”。

为了防止干扰，一为了防止干扰，一般将悬空的输入端接高电平。

般将悬空的输入端接高电平。

3.输入端并联使用。

输入端并联使用。

20四四平均传输时间平均传输时间tui0tuo050%50%输出下降延迟时间输出下降延迟时间tpd1输出上升延迟时间输出上升延迟时间tpd2典型值：

典型值：

310ns212.3.2各种逻辑门的相互转换各种逻辑门的相互转换转换方法：

转换方法：

采用反演定理。

例：

与非门可以转换成其他各种逻辑门。

把与非门的输入端连接在一起，就转换成非门。

显然，与非门、或非门等也很容易得到。

22RLUCC集电极悬空集电极悬空+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC&符号符号应用时输出端要接一上拉负载电阻应用时输出端要接一上拉负载电阻RL。

特点：

RL和和UCC可以外接。

可以外接。

F=ABC2.4其它类型的其它类型的TTL门电路门电路2.4.1集电极开路的与非门（集电极开路的与非门（OC门）门）231.OC门可以实现门可以实现“线与线与”功能。

功能。

&UCCF1F2F3F分析：

分析：

F1、F2、F3任一导通，则任一导通，则F=0。

F1、F2、F3全截止，全截止，则则F=1。

输出级输出级RLUCCRLT5T5T5F=F1F2F3242.负载电阻负载电阻RL和和电源电源UCC可以根据情况选择。

可以根据情况选择。

&J+30V220VJD252.4.2三态门三态门E控制端控制端+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABDE一、结构一、结构26+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABDE二、工作原理二、工作原理1.控制端控制端E=0时的工作情况：

时的工作情况：

01截止截止27+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABDE2.控制端控制端E=1时的工作情况：

时的工作情况：

10导通导通截止截止截止截止高阻态高阻态28&ABF符号符号功能表功能表三、三态门的符号及功能表三、三态门的符号及功能表&ABF符号符号功能表功能表使能端使能端高电平高电平起作用起作用使能端使能端低电平低电平起作用起作用29E1E2E3公公用用总总线线三态门主要作为三态门主要作为TTL电路与电路与总线总线间的间的接口电路接口电路。

四、三态门的用途四、三态门的用途工作时，工作时，E1、E2、E3分时分时接入高电接入高电平。

平。

302.5MOS门电路门电路MOS电路电路的特点的特点：

2.是电压控制元件，静态功耗小。

是电压控制元件，静态功耗小。

3.允许电源电压范围宽（允许电源电压范围宽（318V）。

）。

4.扇出系数大，抗噪声容限大。

扇出系数大，抗噪声容限大。

优点优点1.工艺简单，集成度高。

工艺简单，集成度高。

缺点：

工作速度比工作速度比TTL低低。

312.5.1MOS反相器反相器0UDSID负载线负载线ui=“1”ui=“0”uo=“0”uo=“1”UCCuiuo32等效结构等效结构UCCuiuoT2（负载管）负载管）T1（驱动管）驱动管）UGS=UDSUT导通导通有源有源负载负载（非线性电阻非线性电阻）实际结构实际结构UCCuiuo332.5.2CMOS反相器反相器NMOS管管PMOS管管CMOS电路电路工作原理：

工作原理：

ui=0时：

时：

ugs2=UCC，T2导通、导通、T1截止，截止，uo=“”；ui=1时：

时：

T1导通、导通、T2截截止，止，uo=“0”。

UCCST2DT1uiuoDSComplementary-SymmetryMOS互补对称式互补对称式MOST1:

ONT2:

OFF同一电平同一电平:

OFFON342.5.3CMOS与非门与非门&ABF工作原理工作原理:

+UDDAFT2T1BT3T4SSSSGG结构结构001011101110ABT1T2T3T4F35ABT1T2T3T4FABF工作原理工作原理:

+UDDFAT2T1BT3T4GGSSS结构结构0010101001102.5.4CMOS或非门或非门36附附:

门电路的常见逻辑符号门电路的常见逻辑符号与门与门或门或门非门非门F=ABF=A+B&ABFABFABFABFABFABFA1FAFAFAF37与非门与非门或非门或非门OC门门（两输入与非两输入与非）&ABFABFABFABFABFABF&ABFABFABF国标国标38AB&AB&AB国家标准国家标准三态门三态门（两输入与非两输入与非）与与或非门或非门+ABCDFABCDF&39

展开阅读全文