数字集成电路简介.ppt

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1、1,第11章 数字集成电路简介,内容提要：（1）TTL集成门系列的内部电路结构和工作原理。（2）CMOS集成门系列的内部电路结构和工作原理。（3）使用集成逻辑门所应注意的问题。,2,11.1 TTL门电路,主要内容：TTL与非门电路结构及工作原理 TTL门电路的灌电流与拉电流工作状态 噪声容限 TL或非门电路结构及工作原理 TTL与或非门电路结构及工作原理 集电极开路与非门电路结构及工作原理 TTL三态与非门电路结构及工作原理 肖特基与非门电路结构及工作原理,3,11.1.1 TTL与非门电路,TTL与非门集成电路主要有：74LS00，74LS10，74LS20和74LS30等。典型的TTL与

2、非门电路图,多发射极管T1的二极管等效电路,TTL与非门电路的低电平输出工作状态,4,TTL与非门电路的高电平输出工作状态,5,TTL门电路的灌电流工作状态,TTL与非门灌电流负载能力受限于低电平扇出系数,6,TTL门电路的拉电流工作状态,拉电流负载能力受限于高电平扇出系数,7,噪声容限,噪声容限表示门电路所能允许的噪声电平 一个门对噪声的灵敏度是由NML（低电平噪声容限）和NMH（高电平噪声容限）来度量的。,8,11.1.2 TTL或非门电路,TTL或非门集成电路有74LS02、74LS27等。,9,11.1.3 TTL与或非门电路,TTL与或非门集成电路有74LS54、74LS55等。,1

3、0,11.1.4 集电极开路门与三态门电路,集电极开路的TTL与非门电路 有：74LS01、74LS03、74LS12等。,11,OC门输出并联接法：实现了“线与”功能。,12,OC门外接上拉电阻RP的计算方法：,13,14,三态输出门电路,三态输出门是在普通门电路的基础上增加控制电路所形成的。,控制端EN高电平有效,控制端EN低电平有效,15,11.1.5 肖特基TTL与非门电路,肖特基箝位晶体管，简称肖特基晶体管。肖特基TTL门电路,16,11.2 CMOS门电路,MOS管的电路符号和开关模型CMOS反相器的电路结构和工作原理CMOS与非门的电路结构和工作原理CMOS或非门的电路结构和工作

4、原理CMOS门电路的构成规则,主要内容：,17,11.2.1 概述,场效应管的开关模型：场效应管只不过是一个开关，它有无穷大的“断开”电阻和有限的“导通”电阻Ron NMOS管符号 PMOS管符号,18,11.2.2 CMOS非门电路,由NMOS和PMOS两种场效应管组成的逻辑电路称为互补MOS，即CMOS电路。CMOS反相器电路：,CMOS反相器的开关模型,19,1.2.3 CMOS与非门电路,CMOS电路特点：互补CMOS结构的上拉和下拉网络互为对偶网络，这意味着在上拉网络中并联的PMOS管相应于在下拉网络中NMOS管的串联。,20,11.2.4 CMOS或非门电路,CMOS或非门电路：,

5、21,11.2.5 CMOS门电路的构成规则,一个CMOS门是由上拉网络和下拉网络的组合而成的。当逻辑门的输出为逻辑1时，它将提供一条在输出和VDD之间的通路。当逻辑门的输出为逻辑0时，在输出和地之间提供一条通路。上拉网络和下拉网络是以相互排斥的方式构成的 下拉网络由NMOS管构成，而上拉网络由PMOS管构成。NMOS管产生“强0”和“弱1”；PMOS管产生“强1”和“弱0”,22,由上拉网络和下拉网络组成的互补逻辑门：一个互补CMOS结构的上拉和下拉网络互为对偶网络，这意味着在上拉网络中并联的PMOS管相应于在下拉网络中NMOS管的串联，反之亦然。,23,24,例11-3：利用互补CMOS 逻辑合成一个CMOS复合门电路，其功能为：解：,25,设计完整的门电路如下：,26,27,