《数字电子技术》课程PPT教学课件课件（电类）第03章 逻辑门电路 3.1 MOS逻辑门

3逻辑门电路3.1MOS逻辑门电路3.2TTL逻辑门电路*3.3射极耦合逻辑门电路*3.4砷化逻辑门电路3.5逻辑描述中的几个问题逻辑门电路使用中的几个实际问题3.6-*3.7用VerilogHDL描述逻辑门电路公

3 逻辑门电路 3.1 MOS逻辑门电路 3.2 TTL逻辑门电路 *3.3 射极耦合逻辑门电路 *3.4 砷化镓逻辑门电路 3.5 逻辑描述中的几个问题 3.6 逻辑门电路使用中的几个实际问题 * 3.7 用VerilogHDL描述逻辑门电路

逻辑门电路3.1教学基本要求：1、了解半导体器件的开关特性熟练掌握基本逻辑门（与、或、与非、或非、异或2、门）、三态门、OD门（OC门）和传输门的逻辑功能3、学会门电路逻辑功能分析方法。4掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题

教学基本要求： 1、了解半导体器件的开关特性。 2、熟练掌握基本逻辑门（与、或、与非、或非、异或 门）、三态门、OD门（OC门）和传输门的逻辑功能。 3、学会门电路逻辑功能分析方法。 4、掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。 3. 逻辑门电路

3.1MOS逻辑门数字集成电路简介3.1.1逻辑门的一般特性3.1.23.1.3MOS开关及其等效电路3.1.4CMOS反相器3.1.5CM0S逻辑门电路3.1.6CMOS漏极开路门和三态输出门电路3.1.7CMOS传输门3.1.8CMOS逻辑门电路的技术参数E

3.1 MOS逻辑门 3.1.1 数字集成电路简介 3.1.2 逻辑门的一般特性 3.1.3 MOS开关及其等效电路 3.1.4 CMOS反相器 3.1.5 CMOS逻辑门电路 3.1.6 CMOS漏极开路门和三态输出门电路 3.1.7 CMOS传输门 3.1.8 CMOS逻辑门电路的技术参数

数字集成电路简介3.1.11、逻辑门：实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路2、逻辑门电路的分类二极管门电路分立门电路三极管门电路NMOS门逻辑门电路PMOS门MOS门电路CMOS门集成门电路TTL门电路A

1 、逻辑门:实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。 2、 逻辑门电路的分类 二极管门电路 三极管门电路 TTL门电路 MOS门电路 PMOS门 CMOS门 逻辑门电路 分立门电路 集成门电路 NMOS门 3.1.1 数字集成电路简介

数字集成电路简介3.1.11.CMOS集成电路：广泛应用于超大规模甚大规模集成电路4000系列74HC74HCT74VHC74VHCT74LVC74VAUC速度慢速度加快速度两倍于74HC低（超低）电压与TTL不兼容与TTL兼容与TTL兼容速度更加快负载能力强抗干扰负载能力强与TTL兼容抗干扰抗干扰功耗低负载能力强功耗低功耗低抗干扰功耗低2.TTL集成电路广泛应用于中大规模集成电路74系列74LS系列74AS系列74ALSA人

1.CMOS集成电路: 广泛应用于超大规模、甚大规模集成电路 4000系列 74HC 74HCT 74VHC 74VHCT 速度慢 与TTL不兼容 抗干扰 功耗低 74LVC 74VAUC 速度加快 与TTL兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低 速度两倍于74HC 与TTL兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低 低(超低)电压 速度更加快 与TTL兼容 负载能力强 抗干扰功耗低 74系列 74LS系列 74AS系列 74ALS 2.TTL 集成电路: 广泛应用于中大规模集成电路 3.1.1 数字集成电路简介

3.1.2逻辑门电路的一般特性低电平1.输入和输出的高11Uo输入低电平的上限值驱动门G负载门G2VL(max)Vo+VDp+VDD0输出输入高电平的下限值输入高电平VoH(min)高电平ViL(min)VH(min)输出高电平的下限值VoH(min)ViL(max)输出低电平的上限值输入输出VoL(max)低电平VoH(max)0低电平0G2门U范围G门 %范围A人

3.1.2 逻辑门电路的一般特性 1. 输入和输出的高、低电平 vO v I 驱动门 G1 负载门G2 1 1 输出高电平的下限值 VOH(min) 输入低电平的上限值 VIL(max) 输入高电平的下限值 VIL(min) 输出低电平的上限值 VOH(max) 输出 高电平 +VDD VOH(min) VOL(max) 0 G1 门 vO范围 vO 输出 低电平 输入 高电平 VIH(min) VIL(max) +VDD 0 G2 门 vI 范围 输入 低电平 vI

2.噪声容限在保证输出电平不变的条件下，输入电平允许波动的范围。它表负载门示门电路的抗干扰能力驱动噪声负载门输入高电平时的噪声容限：VoU11VH一当前级门输出高电平的最小值时允许负向噪声电压的最大值。驱动门G负载门G2+VDDV+VDDVoUi1输出VNH =VoH(min) - VH(minVVOH(min)1输入VNH负载门输入低电平时的噪声容限：AH(min)VL一当前级门输出低电平的最大VL(max)值时允许正向噪声电压的最大值VNL0输入VoL(max)0输出VNL=VL(max)-VOL(max0G,门u范围G,门u范围A

VNH —当前级门输出高电平的最小 值时允许负向噪声电压的最大值。 负载门输入高电平时的噪声容限： VNL —当前级门输出低电平的最大 值时允许正向噪声电压的最大值 负载门输入低电平时的噪声容限： 2. 噪声容限 VNH =VOH(min)－VIH(min) VNL =VIL(max)－VOL(max) 在保证输出电平不变的条件下，输入电平允许波动的范围。它表 示门电路的抗干扰能力 1 驱动 门 vo 1 负载门 vI 噪声

3.传输延迟时间传输延迟时间是表征门电路开关速度CMOS电路传输延迟时间的参数，它说明门电路在输入脉冲波形的作用下，其输出波形相对于输入50%50%输入LTtpu波形延迟了多长的时间'PLHI90%输出90%类型74HC50%50%74HCT74LVC74AUC参数Vop=510%10%VDD=5VVDD-1.8VVDD=3.3VVtpLn或Tr872.10.9tpHL(ns)A公

类型 参数 74HC VDD=5 V 74HCT VDD=5V 74LVC VDD=3.3V 74AUC VDD=1.8V tPLH或 tPHL(ns) 7 8 2.1 0.9 3.传输延迟时间 传输延迟时间是表征门电路开关速度 的参数，它说明门电路在输入脉冲波 形的作用下，其输出波形相对于输入 波形延迟了多长的时间。 CMOS电路传输延迟时间 t PHL 输出 50% 90% 50% 10% t PLH t f t r 输入 50% 50% 10% 90%

4.功耗静态功耗：指的是当电路没有状态转换时的功耗，即门电路空载时电源总电流与电源电压VD的乘积动态功耗：指的是电路在输出状态转换时的功耗对于TTL门电路来说，静态功耗是主要的CMOS电路的静态功耗非常低，CMOS门电路有动态功耗5.延时-功耗积是速度功耗综合性的指标.延时一功耗积，用符号DP表示6.扇入与扇出数扇入数：取决于逻辑门的输入端的个数。A2

4. 功耗 静态功耗：指的是当电路没有状态转换时的功耗，即门电路空载时 电源总电流ID与电源电压VDD的乘积。 5. 延时−功耗积 是速度功耗综合性的指标.延时−功耗积，用符号DP表示 扇入数：取决于逻辑门的输入端的个数。 6. 扇入与扇出数 动态功耗：指的是电路在输出状态转换时的功耗， 对于TTL门电路来说，静态功耗是主要的。 CMOS电路的静态功耗非常低，CMOS门电路有动态功耗

扇出数：是指其在正常工作情况下，所能带同类门电路的最大数目。(a）带拉电流负载当负载门的个数增加时，总的拉电流将增加，会引起输出高电压的降低。但不得低于输出高电平的下限值，这就限制了负载门的个数。loH高电平扇出数：IHVLou（驱动门）NOHIm（负载门）IHlom：驱动门的输出端为高电平电流I：负载门的输入电流为。A

扇出数：是指其在正常工作情况下，所能带同类门电路的最大数目。 （a)带拉电流负载 当负载门的个数增加时，总的拉电流将增加，会引起输出高电压 的降低。但不得低于输出高电平的下限值，这就限制了负载门的 个数。 I ( ) I ( ) N 负载门 驱动门 IH OH OH = 高电平扇出数: IOH :驱动门的输出端为高电平电流 IIH :负载门的输入电流为