《数字逻辑电路》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 门电路

第三章 逻辑门电路 3.1概述 3.2半导体二极管及三极管 3.3CM0S门电路 3.4*其它类型的M0S集成电路 （略) 3.5TTL门电路 3.6*其它类型的双极型数字集成电路（略） 3.7Bi-CM0S电路（略） 3.8*TTL电路与CMOS电路的借口 (略)

1 第三章 逻辑门电路 3.1 概 述 3.2 半导体二极管及三极管 3.3 CMOS门电路 3.4 *其它类型的MOS集成电路（略） 3.5 TTL门电路 3.6 *其它类型的双极型数字集成电路(略) 3.7 *Bi-CMOS电路（略） 3.8 *TTL电路与CMOS电路的借口 （略）

复习 请回忆实现与、或、非逻辑的开关电路形式？ 它们有何共同特点？ 开关电路与逻辑电路是如何联系起来的？

2 复习 请回忆实现与、或、非逻辑的开关电路形式？ 它们有何共同特点？ 开关电路与逻辑电路是如何联系起来的？

3.1概述 用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算 的单元电路成为门电路。 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

3 3.1 概 述 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。 用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算 的单元电路成为门电路

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IC 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

4 (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：

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

5 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

门电路的概念： 实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑 门电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或 门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。 分立元件门电路和集成门电路： 分立元件门电路：用分立的元件和导线连接起 来构成的门电路。简单、经济、功耗低，负载差。 集成门电路：把构成门电路的元器件和连线都 制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成 了 集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门 电路

6 门电路的概念： 实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑 门电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或 门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。 分立元件门电路和集成门电路: 分立元件门电路：用分立的元件和导线连接起 来构成的门电路。简单、经济、功耗低，负载差。 集成门电路：把构成门电路的元器件和连线都 制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了 集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门 电路

关于高低电平的概念及状态赋值 1.关于高低电平的概念 电位指绝对电压的大小；电平指一定的电压范 围。 高电平和低电平：在数字电路中分别表示两 段电压范围。 例：上面二极管与门电路中规定高电平为 ≥3V,低电平≤0.7V。 又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定 值为3V,但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为 0.3V,但从0V到0.8V都算作低电平

7 关于高低电平的概念及状态赋值 电位指绝对电压的大小；电平指一定的电压范 围。 高电平和低电平：在数字电路中分别表示两 段电压范围。 例：上面二极管与门电路中规定高电平为 ≥3V，低电平≤0.7V。 又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定 值为3V，但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为 0.3V，但从0V到0.8V都算作低电平。 1. 关于高低电平的概念

2.逻辑状态赋值 在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别表示输入、 输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。 经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表， 便于进行逻辑分析。 8

8 2.逻辑状态赋值 在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别表示输入、 输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。 经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表， 便于进行逻辑分析

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。 9

9 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

二极管与门电路 F A B F A B 0V 0V 0.7V 用正逻辑 0 0 0 ov 3V 0 0 0.7V 0 3V ov 0.7V 1 0 3V 1 3V 3.7V 1 A & 用负逻辑 F 正与门 B A B 正与门相当于负或门 0 1 0 1 1 负或门 0 0 0 B 10

10 A B F 0V 0V 0.7V 0V 3V 0.7V 3V 0V 0.7V 3V 3V 3.7V 正与门相当于负或门 二极管与门电路 用正逻辑 A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 用负逻辑 正与门 负或门 A B F 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0