中国绅学我术大学 University of Science and Technology of China 第三章门电路 本章目录 >3.1概述 >3.2半导体二极管门电路 >3.3CMOS门电路 >3.4TTL门电路 >3.5*ECL集成电路 >3.6Bi-CM0S电路 >3.7不同类型数字集成电路间的接口 2017-8-4 第三章门电路 §3.1概述 一、基本概念 门电路：实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。 常用的门电路：与门、或门、非门、与非门、或非门、 与或非门和异或门。 电子电路中用高、低电平分别表示二值逻辑的1和0两种逻辑 状态。 2017-8-4 第三章门电路
2017-8-4 第三章 门电路 1 第三章 门电路 第三章 门电路 本章目录 ¾3.1 概述 ¾3.2 半导体二极管门电路 ¾3.3 CMOS门电路 ¾3.4 TTL门电路 ¾3.5* ECL集成电路 ¾3.6 Bi-CMOS电路 ¾3.7 不同类型数字集成电路间的接口 2017-8-4 第三章 门电路 2 §3.1 概述 门电路：实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。 一、基本概念 电子电路中用高、低电平分别表示二值逻辑的1和0两种逻辑 状态。 常用的门电路：与门、或门、非门、与非门、或非门、 与或非门和异或门
§3.1概述 二、获得高、低电平的基本开关电路 Vcc Vcc 输出信号 输入信号 00 输出信号 输入信号 (a) (b) 用来获得高、低电平的基本开关电路 (a)单开关电路(b)互补开关电路 2017-8-4 第三章门电路 §3.1概述 三、正逻辑与负逻辑 正逻辑：高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0 负逻辑：高电平表示逻辑0， 低电平表示逻辑1 正逻辑 负逻辑 2017-8-4 第三章门电路
2017-8-4 第三章 门电路 3 §3.1 概述 二、获得高、低电平的基本开关电路 2017-8-4 第三章 门电路 4 §3.1 概述 三、正逻辑与负逻辑 正逻辑：高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0 负逻辑：高电平表示逻辑0，低电平表示逻辑1
§3.1概述 四、数字集成电路的分类 1按集成度的高、低分类 小规模集成电路（小于10个门电路） 中规模集成电路（10~100个门电路) 大规模集成电路（100~10000个门电路) 超大规模集成电路（大于10000个门电路) 2按制造工艺分类 双极型、单极型、混合型 3按逻辑功能特点分类 标准化系列逻辑器件 专用集成电路 可编程逻辑器件（PLD) 2017-8-4 第三章门电路 §3.2半导体二极管门电路 3.2.1半导体二极管的开关特性 一、二极管的开关电路 设输入高电平：VIH-VcC 输入低电平：V=0 二极管D为理想开关 D yFVa D截止，vo=Vcc=VoI v=Vu D导通，vo=0=VoL 2017-8-4 第三章门电路 6
2017-8-4 第三章 门电路 5 §3.1 概述 四、数字集成电路的分类 2 按制造工艺分类 双极型、单极型、混合型 1 按集成度的高、低分类 小规模集成电路（小于10个门电路） 中规模集成电路（10~100个门电路） 大规模集成电路（100~10000个门电路） 超大规模集成电路（大于10000个门电路） 3 按逻辑功能特点分类 标准化系列逻辑器件 专用集成电路 可编程逻辑器件（PLD） 2017-8-4 第三章 门电路 6 • vI=VIH D截止，vO=VCC=VOH • vI=VIL D导通，vO=0=VOL §3.2 半导体二极管门电路 3.2.1 半导体二极管的开关特性 设输入高电平：VIH=VCC 输入低电平：VIL=0 二极管D为理想开关 一、二极管的开关电路
§3.2半导体二极管门电路 二、二极管伏安特性的近似 1PN结方程i=Is(e%-1) 2二极管的开关等效电路 △ VON + (a) (b) (c) 2017-8-4 第三章门电路 §3.2半导体二极管门电路 三、二极管的动态开关特性 ◆二极管由截止转向导通所需 的时间称为正向恢复时间； ◆二极管由导通转向截止所需 的时间称为反向恢复时间te: 反向恢复时间t。：指反向电流 从它的峰值衰减到峰值的十分 之一所经过的时间。 2017-8-4 第三章门电路 8
2017-8-4 第三章 门电路 7 §3.2 半导体二极管门电路 二、二极管伏安特性的近似 1 PN结方程 = ( −1) VT v S i I e 2 二极管的开关等效电路 2017-8-4 第三章 门电路 8 §3.2 半导体二极管门电路 三、二极管的动态开关特性 二极管由导通转向截止所需 的时间称为反向恢复时间tre； 二极管由截止转向导通所需 的时间称为正向恢复时间； 正向 反向恢复时间tre ：指反向电流 从它的峰值衰减到峰值的十分 之一所经过的时间
§3.2半导体二极管门电路 3.2.2二极管与门 设Vcc=5V,A、B的高、 R D 低电平分别为Vm3V, A Vm=OV,二极管的正向导 D 通压降VDr=0.7V D2 A B Y A B Y Ov Ov 0.7V 规定3V以上为1 0 0 0 OV 3V 0.7V 0 1 0 3V 0V 0.7V 0 0 3V 3V 3.7V 0.7V以下为0 1 二极管门电路缺点：电平有偏移；带负载能力差 2017-8-4 第三章门电路 9 §3.2半导体二极管门电路 3.2.3二极管或门 设Vcc=5V,A、B的高、 A 低电平分别为Vm3V, B V=0V,二极管的正向导 D2 通压降Vo=0.7V A B Y A B Y Ov Ov ov 规定2.3V以上为1 0 0 0 OV 3V 2.3V 0 1 1 3V Ov 2.3V 0V以下为0 1 0 1 3V 3V 2.3V 2017-8-4 第三章门电路 10
2017-8-4 第三章 门电路 9 3V 3V 3.7V 3V 0V 0.7V 0V 3V 0.7V 0V 0V 0.7V A B Y 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 A B Y 规定3V以上为1 0.7V以下为0 §3.2 半导体二极管门电路 3.2.2 二极管与门 设VCC = 5V，A、B的高、 低电平分别为VIH=3V， VIL=0V，二极管的正向导 通压降VDF=0.7V 二极管门电路缺点：电平有偏移；带负载能力差 2017-8-4 第三章 门电路 10 3.2.3 二极管或门 3V 3V 2.3V 3V 0V 2.3V 0V 3V 2.3V 0V 0V 0V A B Y 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 A B Y 规定2.3V以上为1 0V以下为0 §3.2 半导体二极管门电路 设VCC = 5V，A、B的高、 低电平分别为VIH=3V， VIL=0V，二极管的正向导 通压降VDF=0.7V