第3章 门电路
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3 门电路
N OH I OHmax (drive) I IH (load)
总的扇出系数是高、低电平状态下扇出系数中较小 的一个。
N O min( N OL , N OH )
IOLmax: 保证输出不高于VOLmax的低电平最大灌电流。 IOHmax:保证输出不低于VOHmin的高电平最大拉电流。
Digital Electronics Technology 2013-8-4
2013-8-4
电工理论与应用电子系
Digital Electronics Technology
3.3. 2 CMOS反相器的电路结构和工作原理 二、电压、电流传输特性
AB段：VI VGS (TH ) N
BC段：转折区 T1导通，T2截止 VO VOH VDD 阈值电压UTH≈VDD/2 CD段：VI VDD VGS ( TH ) P 转折区中点：电流最大 T2导通，T1截止 VO VOL 0
BC段：VGS (TH ) N VI VDD VGS (TH ) P T1 , T2同时导通 1 1 若T1 , T2参数完全对称， I VDD时，VO VDD V 2 2 CMOS反相器在使用 时应尽量避免长期工 作在BC段。
3.3. 2 CMOS反相器的电路结构和工作原理 三、输入噪声容限
1. 与非门
A B
T1 T2 T3 T4
Y
0 0 通 不 通 不 1 0 1 通 不 不 通 1 1 0 不 通 通 不 1 1 1 不 通 不 通 0
3.3.5 其他类型的CMOS门电路 2.或非门
A B
T1 T2 T3 T4
Y
0 0 通 不 通 不 1
0 1 通 不 不 通 0 1 0 不 通 通 不 0 1 1 不 通 不 通 0
总的扇出系数是高、低电平状态下扇出系数中较小 的一个。
N O min( N OL , N OH )
IOLmax: 保证输出不高于VOLmax的低电平最大灌电流。 IOHmax:保证输出不低于VOHmin的高电平最大拉电流。
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电工理论与应用电子系
Digital Electronics Technology
3.3. 2 CMOS反相器的电路结构和工作原理 二、电压、电流传输特性
AB段：VI VGS (TH ) N
BC段：转折区 T1导通，T2截止 VO VOH VDD 阈值电压UTH≈VDD/2 CD段：VI VDD VGS ( TH ) P 转折区中点：电流最大 T2导通，T1截止 VO VOL 0
BC段：VGS (TH ) N VI VDD VGS (TH ) P T1 , T2同时导通 1 1 若T1 , T2参数完全对称， I VDD时，VO VDD V 2 2 CMOS反相器在使用 时应尽量避免长期工 作在BC段。
3.3. 2 CMOS反相器的电路结构和工作原理 三、输入噪声容限
1. 与非门
A B
T1 T2 T3 T4
Y
0 0 通 不 通 不 1 0 1 通 不 不 通 1 1 0 不 通 通 不 1 1 1 不 通 不 通 0
3.3.5 其他类型的CMOS门电路 2.或非门
A B
T1 T2 T3 T4
Y
0 0 通 不 通 不 1
0 1 通 不 不 通 0 1 0 不 通 通 不 0 1 1 不 通 不 通 0
第三章门电路
缺点：因为饱和管的消散时间长，门的传输时延大，可达25ns
第三章门电路
三、电阻－晶体管逻辑门（RTL）
或非门 无源上拉电阻输出：
非门
无源上拉 电阻输出
输出低电平时为低内阻，输出高电平时为高内阻 因此，这类门在输出高电平时负载能力差，能带动同类门的
数目少
第三章门电路
3-3 晶体管－晶体管逻辑门（TTL）
D
K
V
F
IF
V
RL
F
IF
RL
(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。
二极管相当于一个断开的开关。
D
K
V
R
IS
RL
V
R
RL
可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压vi控制的开关。 当外加电压vi为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的 变化在“开”态与“关”态之间转换。
2、肖特基二极管 肖特基二极管是一种专门 设计的、开关时间极短的 二极管，开关时间trr仅为 100ps。 另外，肖特基二极管的正向阈值电压Vth约为0.3V，也比 硅管的低
一、二极管开关特性 1、二极管特点
正向阈值 对硅管约为0.7~0.8V 对锗管约为0.3V
第三章门电路
二极管的近似特性曲线 导通区Ⅰ： 导通内阻，约数十欧 截止区Ⅱ： 反向内阻，约数百欧 反向击穿区Ⅲ： 击穿内阻，约数欧
第三章门电路
(1)加正向电压VF时，二极管导通，管压降VD可忽略。二极
管相当于一个闭合的开关。
（2）、用达林顿对管T3-T4代 替T4-D3管，使输出高 电平时内阻进一步减小， 增加了输出拉电流
第三章门电路
L-TTL （1）省去了保护二极管
第3章 门电路
山东大学(威海)机电与信息工程学院 邹晓玉 26
TP
+VDD Y
VDD 0 A 0 1 Y 1 0
A
TN
表达式： Y=A’
电压传输特性和电流传输特性
截 止 区 ： TN 截 止 ， TP 导 通 ， 输入低电平， 输出高电平； 电流iD≈0。 使用时不应长 时 间 工 作 在 BC 段，以免因功 耗大而损坏。
山东大学(威海)机电与信息工程学院 邹晓玉 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。
山东大学(威海)机电与信息工程学院
山东大学(威海)机电与信息工程学院 邹晓玉 8
动态特性：
二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需 要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。 反向恢复时间tre ：二极管从导通到截止所需的 时间。 一般为纳秒数量级（通常tre ≤5ns ）。
若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失 去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。
(1) 截止区： uGS< UT，未形成导电沟道，id=0 (2) uGS>UT，导电沟道形成，有id产生，分两个区：
可变电阻区： UDS较小， id随UDS线性增加,且UGS越大，
斜率越大，等效电阻越小
可变电 阻区
恒流区：
恒流区
UDS较大, id不随UDS 的增加程学院
山东大学(威海)机电与信息工程学院 邹晓玉 2
获得高、低电平的基本原理
开关S断开，输出电压为VCC (高电平)； 开关S闭合，输出电压为0 (低电平)；
TP
+VDD Y
VDD 0 A 0 1 Y 1 0
A
TN
表达式： Y=A’
电压传输特性和电流传输特性
截 止 区 ： TN 截 止 ， TP 导 通 ， 输入低电平， 输出高电平； 电流iD≈0。 使用时不应长 时 间 工 作 在 BC 段，以免因功 耗大而损坏。
山东大学(威海)机电与信息工程学院 邹晓玉 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。
山东大学(威海)机电与信息工程学院
山东大学(威海)机电与信息工程学院 邹晓玉 8
动态特性：
二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需 要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。 反向恢复时间tre ：二极管从导通到截止所需的 时间。 一般为纳秒数量级（通常tre ≤5ns ）。
若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失 去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。
(1) 截止区： uGS< UT，未形成导电沟道，id=0 (2) uGS>UT，导电沟道形成，有id产生，分两个区：
可变电阻区： UDS较小， id随UDS线性增加,且UGS越大，
斜率越大，等效电阻越小
可变电 阻区
恒流区：
恒流区
UDS较大, id不随UDS 的增加程学院
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获得高、低电平的基本原理
开关S断开，输出电压为VCC (高电平)； 开关S闭合，输出电压为0 (低电平)；
数字电子技术基础 第三章(1)11-优质课件
图3.1.2 正逻辑与负逻辑
一些概念
1、片上系统（SoC） 2、双极型TTL电路 3、CMOS
1961年美国TI公司,第一片数字集成电路 （Integrated Circuits, IC）。
VLSI(Very Large Scale Integration)
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
图3.2.1 二极管开关电路
可近似用PN结方程和下图所 示的伏安特性曲线来描述。
i Is ev/VT 1
其中：i为流过二极管的电流。 v为加到二极管两端的电压。
nkT VT q
图3.2.2 二极管的伏安特性
图3.2.3 二极管伏安特性的几种近似方法
三、电源的动态尖峰电流
图3.5.23 TTL反相器电源电流的计算 （a）vO＝VOL 的情况 （b） vO＝VOH的情况
图3.5.24 TTL反相器的电源动态尖峰电流
图3.5.25 TTL反相器电源尖峰电流的计算
图3.5.26 电源尖峰电流的近似波形
例3.5.4 计算f=5MHz下电源电流的平均值
图3.3.xx CMOS三态门电路结构之二 （a）用或非门控制 （b）用与非门控制
图3.3.xx CMOS三态门电路结构之三 可连接成总线结构。还能实现数据的双向传输。
3.3.6 CMOS电路的正确使用
一、输入电路的静电防护
1、在存储和运输CMOS器件时最好采用金属屏蔽层 作包装材料，避免产生静电。
tPHL：输出由高电平跳变为低电 平的传输延迟时间。
tPLH：输出由低电平跳变为高电 平的传输延迟时间。
tPD: 经常用平均传输延迟时间tPD
来表示tPHL和tPLH（通常相等）
第3章门电路
&Y
4
第三章门电路
2.二极管或门
图3.2.6 二极管或门
A/V B/V Y/V
000 0 3 2.3 3 0 2.3 3 3 2.3
AB
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
Y=A+B A
B
A
≥1
Y
Y
B
北方工业大学信息工程学院
叶青制作
5
３.３ TTL门电路
第三章门电路
集成电路(IC)：在一块半导体基片上制作出一个完整的逻辑电路所 需要的全部元件和连线。使用时接：电源、输入和输出。
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叶青制作
3
第三章门电路
1.二极管与门
设：VCC=5V, VIH=3V, VIL=0V
A/V 0 0 3 3
B/V 0 3 0 3
Y/V 0.7 0.7 0.7 3.7
AB
Y
00
0
01
0
10
0
11
1
图3.2.5 二极管与门
Y=AB
A B
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YA B
叶青制作
1.电路
(5v)
EN:使能端，控制端 R1
R4 R2
VB1 0.9V 4.3V 0.9V
T4
A B
T1
T2
D3 Y 2.9V
T5 (Vo)
3.6V EN 0.2V
D
R3
3.6V
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叶青制作
31
（三）三态输出门电路（TS） 1.电路
第三章门电路
数电第三章门电路
15
§3.4 TTL门电路
数字集成电路：在一块半导体基片上制作出一个 完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。 使用时接：电源、输入和输出。数字集成电 路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价 格便宜的特点。
TTL型电路：输入和输出端结构都采用了半导体晶 体管，称之为: Transistor— Transistor Logic。
输出高电平
UOH (3.4V)
u0(V)
UOH
“1”
输出低电平
u0(V)
UOL
UOL (0.3V)
1
(0.3V)
2 3 ui(V)
1 2 3 ui(V)
阈值UT=1.4V
传输特性曲线
理想的传输特性 28
1、输出高电平UOH、输出低电平UOL UOH2.4V UOL 0.4V 便认为合格。 典型值UOH=3.4V UOL 0.3V 。
uA t
uF
截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 ——C、 E间相当于开关断开。
+ucc
t
4
0.3V
3.2.3MOS管的开关特 恒流区：UGS>>Uth ， UDS
性： +VDD
0V ——D、S间相当于 开关闭合。
R
uI
Uo
Ui
NMO S
uO
夹断区： UGS< Uth， ID=0 ——D、S间相当于开关断开。
3.3.4 其它门电路
一、 其它门电路
其它门电路有与非门、或非门、同或门、异或门等等,比如：
二、 门电路的“封锁”和“打开”问题
A B
&
Y
C
当C=1时，Y=AB.1=AB
§3.4 TTL门电路
数字集成电路：在一块半导体基片上制作出一个 完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。 使用时接：电源、输入和输出。数字集成电 路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价 格便宜的特点。
TTL型电路：输入和输出端结构都采用了半导体晶 体管，称之为: Transistor— Transistor Logic。
输出高电平
UOH (3.4V)
u0(V)
UOH
“1”
输出低电平
u0(V)
UOL
UOL (0.3V)
1
(0.3V)
2 3 ui(V)
1 2 3 ui(V)
阈值UT=1.4V
传输特性曲线
理想的传输特性 28
1、输出高电平UOH、输出低电平UOL UOH2.4V UOL 0.4V 便认为合格。 典型值UOH=3.4V UOL 0.3V 。
uA t
uF
截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 ——C、 E间相当于开关断开。
+ucc
t
4
0.3V
3.2.3MOS管的开关特 恒流区：UGS>>Uth ， UDS
性： +VDD
0V ——D、S间相当于 开关闭合。
R
uI
Uo
Ui
NMO S
uO
夹断区： UGS< Uth， ID=0 ——D、S间相当于开关断开。
3.3.4 其它门电路
一、 其它门电路
其它门电路有与非门、或非门、同或门、异或门等等,比如：
二、 门电路的“封锁”和“打开”问题
A B
&
Y
C
当C=1时，Y=AB.1=AB
第3章 CMOS gates解析
• 1.Logic level for CMOS Logic circuits • 2.CMOS inverter
Logic level for CMOS Logic circuits
5.0v 3.5v 1.5v 0v
Logic 1(high)
Undefined state
Logic 0(Low)
• 5.线‘与’逻辑(Wiring “AND” Logic)
1.EX-OR gate
(1).电路结构
T10 T4 T3 T1 T2 T6 T5
T9
p
T8
F=AB’+A’B
T7
=1
(2).异或门的性质及可编程性
• 电路符号
D A =1 En B F B En A D F
UDD
3.5v
+5v
-
-
0
1.5v
开
门
关
门
Vin (UGS)
CMOS inverter
Vout
VDD=+5v 5.0v
3.5V 1.5V
0.0v
Vin
Q2 p-Channel
Vout N-Channel Q1
＋５v
3.5v
Vin
Q1
Q2 on off
Vout 5.0v 0.0
0.0V off 5.0v on
MOSFET的结构和原理
N沟道增强型MOS管结构示意图及增强型MOS的符号
返回
图1.4.8
uDS ＝0时uGS对导电沟道的影响
uGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响
返回
N沟道增强型MOS管的特性曲线
返回
数电-第三章逻辑门电路
典型时序逻辑电路
了解和掌握常见时序逻辑电路的原理和应用，如寄存器、 计数器、顺序脉冲发生器等。
可编程逻辑器件应用
1 2
可编程逻辑器件简介
了解可编程逻辑器件的基本概念和分类，如PAL、 GAL、CPLD、FPGA等。
可编程逻辑器件编程
学习使用相应的开发工具和编程语言，对可编程 逻辑器件进行编程和配置，实现特定的逻辑功能。
典型组合逻辑电路
了解和掌握常见组合逻辑电路的 原理和应用，如编码器、译码器、
数据选择器、比较器等。
时序逻辑电路分析与设计
时序逻辑电路分析
分析时序逻辑电路的工作原理，包括触发器的状态转换、 时钟信号的作用等，进而理解电路的功能。
时序逻辑电路设计
根据实际需求，设计实现特定功能的时序逻辑电路。包括 确定输入、输出变量，选择适当的触发器类型，画出状态 转换图或时序图等步骤。
数电-第三章逻辑门 电路
• 逻辑门电路基本概念 • 基本逻辑门电路 • 复合逻辑门电路 • 逻辑门电路应用 • 逻辑门电路实验与仿真 • 逻辑门电路总结与展望
目录
Part
01
逻辑门电路基本概念
逻辑门定义与分类
逻辑门定义
逻辑门是数字电路中的基本单元 ，用于实现基本的逻辑运算功能 ，如与、或、非等。
逻辑符号为带有小圆圈的与门符号。
或非门电路
01
02
03
或非门逻辑功能
实现输入信号的逻辑或操 作，并取反输出结果。
或非门符号
逻辑符号为带有小圆圈的 或门符号。
或非门真值表
输入全为0时，输出为1； 输入有1时，输出为0。
异或门电路
异或门逻辑功能
实现输入信号的异或操作， 即输入信号相同时输出为0， 不同时输出为1。
了解和掌握常见时序逻辑电路的原理和应用，如寄存器、 计数器、顺序脉冲发生器等。
可编程逻辑器件应用
1 2
可编程逻辑器件简介
了解可编程逻辑器件的基本概念和分类，如PAL、 GAL、CPLD、FPGA等。
可编程逻辑器件编程
学习使用相应的开发工具和编程语言，对可编程 逻辑器件进行编程和配置，实现特定的逻辑功能。
典型组合逻辑电路
了解和掌握常见组合逻辑电路的 原理和应用，如编码器、译码器、
数据选择器、比较器等。
时序逻辑电路分析与设计
时序逻辑电路分析
分析时序逻辑电路的工作原理，包括触发器的状态转换、 时钟信号的作用等，进而理解电路的功能。
时序逻辑电路设计
根据实际需求，设计实现特定功能的时序逻辑电路。包括 确定输入、输出变量，选择适当的触发器类型，画出状态 转换图或时序图等步骤。
数电-第三章逻辑门 电路
• 逻辑门电路基本概念 • 基本逻辑门电路 • 复合逻辑门电路 • 逻辑门电路应用 • 逻辑门电路实验与仿真 • 逻辑门电路总结与展望
目录
Part
01
逻辑门电路基本概念
逻辑门定义与分类
逻辑门定义
逻辑门是数字电路中的基本单元 ，用于实现基本的逻辑运算功能 ，如与、或、非等。
逻辑符号为带有小圆圈的与门符号。
或非门电路
01
02
03
或非门逻辑功能
实现输入信号的逻辑或操 作，并取反输出结果。
或非门符号
逻辑符号为带有小圆圈的 或门符号。
或非门真值表
输入全为0时，输出为1； 输入有1时，输出为0。
异或门电路
异或门逻辑功能
实现输入信号的异或操作， 即输入信号相同时输出为0， 不同时输出为1。
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VDD TP1 vS2 TP2 vI TP7 TN8 vO
，
vO VoH vI VoL 0 VT- VT+ 施密特反相器
TP3
TP11 TP9 TN12
vO
TN5 vS5 TN4 施密特电路 TN6 VDD
TN10
整形电路
输出电路
vi
vO
2012年12月
2. 施密特触发器的应用
vI VT+ VT0 vO VOH
工作特点划分
不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器
2012年12月
可重触发与不可重触发单稳态触发器
Bai Tianrui
集成单稳根据电路及工作状态不同分为不可重触发和可重 触发两种
不可重触发
vi vo tw tw
可重触发
vi vo tw tw
2012年12月
1. 集成单稳态触发器74121
态
由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长
时间保持，经过一段时间后，电路会自动返回稳 态。暂稳态的持续时间仅取与RC参数值有关。
2012年12月
单稳态触发器的分类
Bai Tianrui
按电路形式不同
门电路组成的单稳态触发器 MSI集成单稳态触发器 用555定时器组成的单稳态触发器
（d）电路的工作波形 vI vO1 vR
CMOS门保护电路 暂态保持的时间就是vR从VDD 下降到Vth所需要的时间
VDD
Vth
-0.7V
vO2 tW
稳态 暂态 恢复稳态
vI
& G1
vO1 C
vR
1 R G2
vO2
2012年12月
与非门构成的微分型单稳的参数计算
C vO1 =VDD
vI tpi
Bai Tianrui
Bai Tianrui
vO VDD
t
0
VT-
VT+
传输特性
t 0 输出波形
VT VT
R1 (1 ) Vth R2 R1 (1 ) Vth R2
2012年12月
Exercises
Bai Tianrui
8.2.2
2012年12月
8.3 多谐振荡器
石英晶体振荡器 施密特触发器组成振荡器 单稳组成振荡器 门电路组成的多谐振荡器 非对称式多谐振荡器
2012年12月
门电路组成的施密特触发器
R2
G1
Bai Tianrui
状态翻转时的输入信号 vI是上门限电压VT+ ：
vI R1 vI1
G2
1
vO1
1
vO
R2 R1 vI 1 Vth VT 0 R1 R2 R1 R2
所以： VT
vO VDD
R1 (1 ) Vth R2
间，电容C上的电压vc为0，输出vo 为高电平。 vo的高电平通过电阻R向电 容充电，施密特触发器的输入vi随 时间增大。
恢复时间tre≈3τd（放电时间常数） 最高工作频率
VDD Vth
f max
1 t w t re
vO2 tW
2012年12月
Exercises
Bai Tianrui
P424
8.1.3
2012年12月
8.2 施密特触发器传输特性
Bai Tianrui
施密特触发器电压传输特性及工作特点： 施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达到某一定电 压值时，输出电压会发生突变 电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值 电压分别是正向阈值电压（VT+）和负阈值电压（VT-）
2012年12月
Key words
Bai Tianrui
振荡器 Multivibrator 多谐振荡器 Sinusoidal 正弦曲线 Monostable 单稳态的 Relaxation oscillators 张弛振荡器 piezoelectric 压电的 crystal oscillators 晶体振荡器 RC oscillators 阻容振荡器 Astable Multivibrator 无稳态多谐振荡器 Bistable Multivibrator 双稳态多谐振荡器 Monostable Multivibrator 单稳态多谐振荡器 one-shot 只有一次的
vi vi vo tw
t
Bai Tianrui
定时 延时 脉冲整形 组成振荡器
单稳态 触发器
vo
t
2012年12月
3. 门电路构成的单稳
Bai Tianrui
G1、G2是CMOS门电路。
与非门构成的微分型单稳 vI Cd R VDD &
G1
G1、G2由RC电路耦合 在一起。 RC电路是一种微分电路 形式。 最关键：vR VDD
Bai Tianrui
波形变换 vO
VOH
t
VOL VTVT+
vI
VOL 输出波形
t
传输特性
2012年12月
施密特触发器的应用
Bai Tianrui
波形整形
vi
Vth
脉冲鉴幅
vo
t
t
组成振荡器
返回
2012年12月
3. 门电路组成的施密特触发器
R2
G1 G2
Bai Tianrui
CMOS反相器组成 的施密特触发器：
感 性
在电路中的作用： 作电感 (并联谐振); 串联谐振；
阻性
容性
2012年12月
石英晶体振荡器
Bai Tianrui
C G1 1 R C G2 1 R vo
振荡频率 f = f0
返回
2012年12月
2. 施密特触发器组成振荡器
如图所示电路，电源接通的瞬
Bai Tianrui
R vi + vc C vo
fs
1
1 2 LC
fs C 1 C0
fp
CC0 2 L C C0
因C C0，故 1 f 0 fS f P 2 π LC
一般C<<C0 ，fs与fp接近
2012年12月
石英晶体谐振分析
Bai Tianrui
串联谐振时有最小阻抗，且相移为0。 并联谐振时有最大阻抗，相移不为0。
Oscillator
2012年12月
振荡电路
Bai Tianrui
可产生正弦波等信号
多谐振荡器是产生数字脉冲的电路
2012年12月
振荡电路
Bai Tianrui
两种振荡电路
正弦振荡电路，可产生正弦波 张弛电路，可产生矩形脉冲、锯齿波等，可用
于数字电路
数字电路中两种产生周期信号的方法
0 vI VTVT+
（c） vI >VT+时， vO =VDD保持不变。
2012年12月
门电路组成的施密特触发器
Bai Tianrui
vI减小时电路的工作过程如下： （a）vI = VDD时，由于R1<R2， vI1 >VDD/2， vO1 =0， vO = VDD 。 （b）当vI↓ → vI1 ≈Vth时， vI↓ → vI1↓ → vO1↑→vO↓ 电路状态很快翻转为： vO = 0 此时使状态翻转的输入信号vI是下门限电压VT- ： VDD
vI R1 vI1
1
vO1
1
vO
R2 R1 vI 1 vI vO R1 R2 R1 R2
如果CMOS反相器的阈值电压Vth≈VDD/2，R1<R2，输入信号vI 是三角波， vI增大时电路的工作过程如下： （a）vI =0时, 由于R1<R2， vI1 <VDD/2， vO1 =1， vO =0。 （b）当vI↑ → vI1 ≈Vth时， vI↑ → vI1↑ → vO1↓→vO↑ 电路状态很快翻转为： vO = VDD
vO1 C
vR 1 R G2
vO2
vI
G1
≥1
vO1
R C vR
G2
1
vO2
或非门构成的微分型单稳
要求vI的脉宽 小于输出脉宽
VDD
2012年12月
与非门构成的微分型单稳工作原理
vI &
G1
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a. 稳态: vR=0 vO2=VOH=1 vI=VOH=1 vO1=VOL=0 b. 触发翻转（暂态）: vI → vO1 → vR
vO VOH
vI
1
vo VOH
vO vI
1
vO
VOL o VT- VT+ vI
同相输出施密特触发器 施密特缓冲器
VOL O
VT－ VT+
vI
反相输出施密特触发器 施密特反相器
常见的集成施密特触发器有CC40106等，见P367
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1. 集成施密特触发器 74C/HC14
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2012年12月
集成单稳典型使用
VDD
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R C vi Rex Cex B A1 A2
R:2K~40k VDD Q Q C:10pF~10uF TW≈0.7RC 其他常用的集成单稳： 74122、MC14528：可重触发单稳 74123：双可重触发单稳
2012年12月
2. 单稳态触发器应用
工作原理 工作波形 振荡周期
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2012年12月
多谐振荡器
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