《数字逻辑电路》课程教学资源（PPT课件）第2章 门电路

第二章门电路 返回 22.1 概述 22.2 半导体二极管和三极管的开关特性 2.3 最简单的与、或、非门电路 22.4 TTL门电路 2*2.5 其它类型的双极型数字集成电路 D2.6CM0S门电路 *2.7 其它类型的MOS集成电路 *2.8 TTL电路与CMOS电路的接口 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 1 第二章 门电路 ⚫ 2.1 概述 ⚫ 2.2 半导体二极管和三极管的开关特性 ⚫ 2.3 最简单的与、或、非门电路 ⚫ 2.4 TTL门电路 ⚫ *2.5 其它类型的双极型数字集成电路 ⚫ 2.6 CMOS门电路 ⚫ *2.7 其它类型的MOS集成电路 ⚫ *2.8 TTL电路与CMOS电路的接口 返回

返回 2.1概述 。用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算 的单元电路统称为门电路 常用的门电路在逻辑功能上有与门、或 门、非门、与非门、或非门、与或非门 异或门等几种。 用高、低电平分别表示二值逻辑1和0两 种逻辑状态。 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 2 2.1 概述 ⚫ 用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算 的单元电路统称为门电路 ⚫ 常用的门电路在逻辑功能上有与门、或 门、非门、与非门、或非门、与或非门、 异或门等几种。 ⚫ 用高、低电平分别表示二值逻辑1和0两 种逻辑状态。 返回

返回 Vcc 输出信号 输入信号 图2.1.1获得高、低电平的基本原理 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 3 图2.1.1 获得高、低电平的基本原理 返回

返回 关于正逻辑和负逻辑的概念 1.正负逻辑的规定 正逻辑体系：用1表示高电平，用0表示低电平。 负逻辑体系：用1表示低电平，用0表示高电平。 2.正负逻辑的转换 对于同一个门电路，可以采用正逻辑，也可以采 用负逻辑。 本书若无特殊说明，一律采用正逻辑体制。 同一个门电路，对正、负逻辑而言，其逻辑功能 是不同的。 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 4 关于正逻辑和负逻辑的概念 正逻辑体系：用1表示高电平，用0表示低电平。 负逻辑体系：用1表示低电平，用0表示高电平。 1. 正负逻辑的规定 2. 正负逻辑的转换 对于同一个门电路，可以采用正逻辑，也可以采 用负逻辑。 本书若无特殊说明，一律采用正逻辑体制。 同一个门电路，对正、负逻辑而言，其逻辑功能 是不同的。 返回

返回 0 正逻辑 负逻辑 图2.1.2 正逻辑与负逻辑 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 5 图2.1.2 正逻辑与负逻辑 返回

返回 2,2二极管及三极管的开关特性 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作 在开关状态。 导通状态：相当于开关闭合 截止状态：相当于开关断开。 逻辑变量←仁→两状态开关： 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0和1： 电子开关有两种状态：闭合、断开。 半导体二极管、三极管和MOS管，则是构成这 种电子开关的基本开关元件。 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 6 2.2 二极管及三极管的开关特性 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作 在开关状态。 导通状态：相当于开关闭合 截止状态：相当于开关断开。 逻辑变量←→两状态开关： 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0和1； 电子开关有两种状态：闭合、断开。 半导体二极管、三极管和MOS管，则是构成这 种电子开关的基本开关元件。 返回

返回 理想开关的开关特性： (1)静态特性： 断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻 RoFF=无穷，电流lOF=0。 闭合时，流过其中的电流不管多大，等效电阻 RoN=0,电压UAK=0。 (2) 动态特性：开通时间ton=0 关断时间tor=0 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 7 (1) 静态特性： 断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻 ROFF = 无穷，电流IOFF = 0。 闭合时，流过其中的电流不管多大，等效电阻 RON = 0，电压UAK = 0。 (2) 动态特性：开通时间 ton = 0 关断时间 toff = 0 理想开关的开关特性： 返回

返回 客观世界中，没有理想开关。 乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分 接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电 路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。 半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用 时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 8 客观世界中，没有理想开关。 乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分 接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电 路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。 半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用 时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。 返回

返回 2.1.1二极管的开关特性 1.静态特性及开关等效电路 正向导通时 i/mA VDON0.7V(硅) 0.3V（锗) RD几2~几十2 相当于开关闭合 00.51 .7u/V 图2.2.2二极管的伏安特性曲线 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 D 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 9 2.1.1 二极管的开关特性 1. 静态特性及开关等效电路 正向导通时 VD(ON)≈0.7V（硅） 0.3V（锗） RD≈几Ω ～几十Ω 相当于开关闭合 图2.2.2 二极管的伏安特性曲线 返回

返回 反向截止时 反向饱和电流极小 i/mA 反向电阻很大（约几百kΩ） 相当于开关断开 0.50.7 u/V 图2.2.2二极管的伏安特性曲线 2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 10 《数字电路》课题组

2025/1/16 新疆大学信息科学与工程学院 《数字电路》课题组 10 反向截止时 反向饱和电流极小 反向电阻很大（约几百kΩ） 相当于开关断开 图2.2.2 二极管的伏安特性曲线 返回