数字模拟电路---第三章 逻辑门电路(1)
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
第三章逻辑门电路
4．74S系列——为肖特基TTL系列，进一步提高了速度。如图示。
5．74LS系列——为低功耗肖特基系列。 6．74AS系列——为先进肖特基系列，
它是74S系列的后继产品。
7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列，
t
50%
主要取决于存储时间ts， 5管门电路 tpd＝40ns
o tpHL tpLH
t
4、功耗
静态功耗：当电路的输出没有状态转换时的 功耗。 例如：便携计算机、手机和PDA等。 动态功耗：CMOS电路在输出发生状态转换时的 功耗。
5、延时——功耗积
Dp tpdPD
tpd=(tPLH+tPHL)/2用平均传输延迟时间， tPLH---由低电平转换到高电平所花的时间.
SN (1)
74 (2)
S (3)
195 (4)
J 封装的4位并行移位寄存器 (5)
司制造的采用陶瓷双列直插
封装形式 J：陶瓷双列直插封装 器件种类：4位并行移位寄存器 器件系列：肖特基74TTL电路系列 产品系列 74系列 制造厂商 SN：美国TEXAS公司制造
TTL集成逻辑门电路系列简介
1．74系列——为TTL集成电路的早期产品，属中速TTL器件。
输入电压在3.5V~5.0V范围对应高电平逻辑1 输入电压在0~1.5V范围对应低电平逻辑0
输入低电平上限VIL、输入高电平下限VIH、 输出低电平上限VOL、输出高电平下限VOH、
2.噪声容限
1
VOH(min) VNH VIH(min) VIL(max) VNL
1
在保证输出高、低电平基本不变 的条件下，输入电平的允许波动 范围称为输入端噪声容限。
东南大学模拟电路教程课件
UA R5
节点电压法：
I =-+ E -+ UA R
E.UA与本支 路电流方向 相同取“+”, 反之取“-”。
I3=
-E3 + UA R3
28
例: 已知R1=R2=R3=R4=R; Uab=10V,E=12V.若将E去掉,
并将 cd 短接,此时Uab=?
怎么解决? 郁闷！
E
c d R1 ••
R2 a IS1 •
IS2 R3 • b R4
29
1 - 10 叠加原理
在线性电路中，任一支路中的电流为电路中 各电源单独作用时的代数和。
方法：依次计算各电源单独作用时的电流，此时其它 电压源视作短路，电流源视作开路。
例：求I3
U1 +140V
R1 20
R3
R2
U2
5 +90V
6
I3
R1
R2
20
5
U1 140V
I3
6 R3
例:求UIS = ?
解: UIS = UR – U = IS R – U = - 6V
2A
I
Is
UIS
2
UR
U
R
10V
21
例: 求 I .
I2 3A
I2 3A
12V
U1
I1
6 Ω 2A
2Ω
I
3Ω 6Ω
2A
I1
2Ω
6Ω 2A
I
3Ω 6Ω
电压源的方向？
电电压流源源的的 方方向向？？
3A
2Ω
8V
6V
6Ω I
U2 90V
30
U1 +140V
数电第三章讲解
(1) 传输门组成的异或门
B=0
A
B
TG1断开, TG2导通
L=A B=1
TG1导通, TG2断开
L=A
TG1
L
TG2
2. 传输门的应用
(2) 传输门组成的数据选择器
C=0
X
TG1导通, TG2断开
L=X
C=1
Y
TG2导通, TG1断开
C
L=Y
VDD TG1 L
TG2
3.3 CMOS逻辑门电路的不同输出结构及参数
3.3.1 CMOS逻辑门电路的保护和缓冲电路 3.3.2 CMOS漏极开路和三态门电路 3.3.3 CMOS逻辑门电路的重要参数
3.3.1 输入保护电路和缓冲电路
采用缓冲电路能统一参数，使不同内部逻辑集成逻辑门电路 具有相同的输入和输出特性。
VDD
vi
基本逻辑
vo
功能电路
输入保护缓冲电路 基本逻辑功能电路 输出缓冲电路
异或门电路324cmos传输门双向模拟开关5v0v电路tg逻辑符号5v0v1传输门的结构及工作原理tp2vttn2v的变化范围为0到5v0v5v0v到5vgsp5v0v到5v5到0v开关断开不能转送信号c00vc15v5v0v5v0v2v5v2v5vgsn5vtg1断开tg2导通tg1导通tg2断开tg1导通tg2断开tg2导通tg1断开tg2tg133cmos逻辑门电路的不同输出结构及参数331cmos逻辑门电路的保护和缓冲电路332cmos漏极开路和三态门电路333cmos逻辑门电路的重要参数331输入保护电路和缓冲电路基本逻辑功能电路基本逻辑功能电路输入保护缓冲电路输出缓冲电路采用缓冲电路能统一参数使不同内部逻辑集成逻辑门电路具有相同的输入和输出特性
数电模电超有用知识点,值得拥有剖析
《数字电子技术》重要知识点汇总一、主要知识点总结和要求1．数制、编码其及转换：要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD 、格雷码之间进行相互转换。
举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD 解：（37.25）10= ( 100101.01 )2= ( 25.4 )16= ( 00110111.00100101 )8421BCD 2．逻辑门电路： (1)基本概念1）数字电路中晶体管作为开关使用时，是指它的工作状态处于饱和状态和截止状态。
2）TTL 门电路典型高电平为3.6 V ，典型低电平为0.3 V 。
3）OC 门和OD 门具有线与功能。
4）三态门电路的特点、逻辑功能和应用。
高阻态、高电平、低电平。
5）门电路参数：噪声容限V NH 或V NL 、扇出系数N o 、平均传输时间t pd 。
要求：掌握八种逻辑门电路的逻辑功能；掌握OC 门和OD 门，三态门电路的逻辑功能；能根据输入信号画出各种逻辑门电路的输出波形。
举例2：画出下列电路的输出波形。
解：由逻辑图写出表达式为：C B A C B A Y ++=+=，则输出Y 见上。
3．基本逻辑运算的特点：与 运 算：见零为零，全1为1；或 运 算：见1为1，全零为零； 与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1； 异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零； 非 运 算：零 变 1， 1 变 零； 要求：熟练应用上述逻辑运算。
4. 数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
数字电路基础知识
第三章 数字电路基础知识1、逻辑门电路（何为门）2、真值表3、卡诺图4、3线-8线译码器的应用5、555集成芯片的应用一. 逻辑门电路（何为门）在逻辑代数中，最基本的逻辑运算有与、或、非三种。
每种逻辑运算代表一种函数关系，这种函数关系可用逻辑符号写成逻辑表达式来描述，也可用文字来描述，还可用表格或图形的方式来描述。
最基本的逻辑关系有三种：与逻辑关系、或逻辑关系、非逻辑关系。
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的单元电路称为逻辑门电路。
例如：实现“与”运算的电路称为与逻辑门，简称与门；实现“与非”运算的电路称为与非门。
逻辑门电路是设计数字系统的最小单元。
1.1.1 与门“与”运算是一种二元运算，它定义了两个变量A 和B 的一种函数关系。
用语句来描述它，这就是：当且仅当变量A 和B 都为1时，函数F 为1；或者可用另一种方式来描述它，这就是：只要变量A 或B 中有一个为0，则函数F 为0。
“与”运算又称为逻辑乘运算，也叫逻辑积运算。
“与”运算的逻辑表达式为： F A B =⋅ 式中，乘号“．”表示与运算，在不至于引起混淆的前提下，乘号“．”经常被省略。
该式可读作：F 等于A 乘B ，也可读作：F 等于A 与B 。
由“与”运算关系的真值表可知“与”逻辑的运算规律为：00001100111⋅=⋅=⋅=⋅= 表2-1b “与”运算真值表简单地记为：有0出0，全1出1。
由此可推出其一般形式为：001A A A A A A⋅=⋅=⋅=实现“与”逻辑运算功能的的电路称为“与门”。
每个与门有两个或两个以上的输入端和一个输出端，图2-2是两输入端与门的逻辑符号。
在实际应用中，制造工艺限制了与门电路的输入变量数目，所以实际与门电路的输入个数是有限的。
其它门电路中同样如此。
1.1.2 或门“或”运算是另一种二元运算，它定义了变量A 、B 与函数F 的另一种关系。
用语句来描述它，这就是：只要变量A 和B 中任何一个为1，则函数F 为1；或者说：当且仅当变量A 和B 均为0时，函数F 才为0。
逻辑门：数字电路的基本单元
逻辑门：数字电路的基本单元数字电路的基本结构数字电路是电子电路中的一种用于处理数字信号（由高和低电平表示）的电路。
它由数字逻辑门和其他辅助元件组成，可以执行各种逻辑和算术操作。
数字电路在计算机、通信、控制系统等领域得到广泛应用。
数字电路主要处理离散的、离散的数字信号，与模拟电路相对。
数字信号是以离散时间和离散幅度的形式表示信息的信号。
数字电路使用逻辑门来操作和处理这些数字信号，逻辑门根据输入信号的逻辑关系产生输出信号。
逻辑门是由晶体管、集成电路或其他逻辑元件组成的电路，用于执行布尔逻辑运算和控制信号的处理。
逻辑门具有特定的输入端和输出端，根据输入信号的逻辑状态产生相应的输出信号。
常见的基本逻辑门包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、异或门（XOR）等。
与门在所有输入为高电平时输出高电平，其他情况输出低电平；或门在任一输入为高电平时输出高电平，全为低电平时输出低电平；非门将输入信号进行取反操作；异或门在奇数个输入信号为高电平时输出高电平，偶数个输入信号为高电平时输出低电平。
逻辑门是数字电路中的基本构建块，它们按照逻辑运算规则产生输出信号，从而实现各种数据处理和逻辑运算。
逻辑门的设计和应用是数字电路设计的核心内容，它们通过不同的逻辑组合和电路连接方式实现多种功能。
例如，通过级联多个逻辑门可以实现多位加法器、多路选择器、寄存器等功能。
这些逻辑单元在计算机系统、通信系统、控制系统和数字电子设备中起着重要作用。
数字电路的基本元素：逻辑门1.与门（AND）与门（AND）是数字电路中最基本的逻辑门之一。
它具有两个或多个输入端和一个输出端。
当且仅当所有输入信号同时为高电平（1）时，输出为高电平；否则，输出为低电平（0）。
与门的工作原理基于布尔代数的运算规则。
在布尔代数中，逻辑与运算的结果仅在所有输入都为真（1）时为真（1），否则为假（0）。
与门利用逻辑电平的高低来实现这种逻辑运算。
在基本的二输入与门电路中，通常采用两个输入端，表示为A和B，并具有一个输出端。
电路第四版课后习题答案
电路第四版课后习题答案第一章：电路基础1. 确定电路中各元件的电压和电流。
- 根据基尔霍夫电压定律和电流定律，我们可以列出方程组来求解未知的电压和电流值。
2. 计算电路的等效电阻。
- 使用串联和并联电阻的计算公式，可以求出电路的等效电阻。
3. 应用欧姆定律解决实际问题。
- 根据欧姆定律 \( V = IR \)，可以计算出电路中的电压或电流。
第二章：直流电路分析1. 使用节点电压法分析电路。
- 选择一个参考节点，然后对其他节点应用基尔霍夫电流定律，列出方程组并求解。
2. 使用网孔电流法分析电路。
- 选择电路中的网孔，对每个网孔应用基尔霍夫电压定律，列出方程组并求解。
3. 应用叠加定理解决复杂电路问题。
- 将复杂电路分解为简单的子电路，然后应用叠加定理计算总的电压或电流。
第三章：交流电路分析1. 计算交流电路的瞬时值、有效值和平均值。
- 根据交流信号的表达式，可以计算出不同参数。
2. 使用相量法分析交流电路。
- 将交流信号转换为复数形式，然后使用复数运算来简化电路分析。
3. 计算RLC串联电路的频率响应。
- 根据电路的阻抗，可以分析电路在不同频率下的响应。
第四章：半导体器件1. 分析二极管电路。
- 根据二极管的伏安特性，可以分析电路中的电流和电压。
2. 使用晶体管放大电路。
- 分析晶体管的共发射极、共基极和共集电极放大电路，并计算放大倍数。
3. 应用场效应管进行电路设计。
- 根据场效应管的特性，设计满足特定要求的电路。
第五章：数字逻辑电路1. 理解逻辑门的工作原理。
- 描述不同逻辑门（如与门、或门、非门等）的逻辑功能和电路实现。
2. 使用布尔代数简化逻辑表达式。
- 应用布尔代数的规则来简化复杂的逻辑表达式。
3. 设计组合逻辑电路。
- 根据给定的逻辑功能，设计出相应的组合逻辑电路。
第六章：模拟集成电路1. 分析运算放大器电路。
- 根据运算放大器的特性，分析电路的增益、输入和输出关系。
2. 设计滤波器电路。
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路。
简称门电路。
5V
一、TTL 与非门
图3-1 典型TTL 与非门电路
3.2 TTL 集成门电路
•数字集成电路中应用最广的为TTL 电路（Transister-Transister-Logic 的缩写）
•由若干晶体三极管、二极管和电阻组成，TTL 集成电路有54/74系列
①输出高电平U
OH 和输出低电平U
OL
。
•输出高电平U OH：至少有一个输入端接低电平时的输出电平。
•输出低电平U OL：输入全为高电平时的输出电平。
•
电压传输特性的截止区的输出电压U
OH
=3.6V，饱和区的输
出电压U
OL
=0.3V。
一般产品规定U OH≥2.4V、U OL＜0.4V时即为合格。
二、TTL与非门的特性参数
③开门电平U ON 和关门电平U OFF 。
开门电平U ON 是保证输出电平达到额定低电平(0.3V )时，所允许输入高电平的最低值，表示使与非门开通的最小输入电平。
通常U ON =1.4V ，一般产品规定U ON ≤1.8V 。
关门电平U OFF 是保证输出电平为额定高电平(2.7V 左右)时，允许输入低电平的最大值，表示与非门关断所允许的最大输入电平。
通常U OFF ≈1V ，一般产品要求U OFF ≥0.8V 。
5). 扇入系数Ni和扇出系数N O
是指与非门的输入端数目。
扇入系数N
i
是指与非门输出端连接同类门的个数。
反扇出系数N
O
映了与非门的带负载能力。
6）输入短路电流I IS 。
当与非门的一个输入端接地而其余输入端悬空时，流过接地输入端的电流称为输入短路电流。
7）
8）平均功耗P
指在空载条件下工作时所消耗的电功率。
三、TTL门电路的改进 74LS系列
性能比较好的门电路应该是工作速度既快，功耗又小的门电路。
因此，通常用功耗和传输延迟时间的乘积(简称功耗—延迟积或pd积)来评价门电路性能的优劣。
74LS系列又称低功耗肖特基系列。
74LS系列是功耗延迟积较小的系列(一般t pd＜5 ns，功耗仅有2 mW) 并得到广泛应用。
74AS、74ALS系列
74AS系列和74ALS系列均是目前性能较好的TTL门电路。
74AS系列是为了进一步缩短延迟时间而设计的改进系列，其电路结构与74LS系列相似，但电路中采用了很低的电阻值，从而提高了工作速度，其缺点是功耗较大。
74ALS系列是为了获得更小的延迟—功耗积而设计的改进系列。
为了降低功耗，电路中采用了较高的电阻值。
它的功耗—延迟积是TTL电路所有系列中最小的一种。
此外，还有各种54系列的TTL门电路。
其电路结构和电气性能参数与74系列相同，主要区别在于54系列比74系列的工作温度范围更宽(74系列为0~70 ℃，54系列为-55~+125 ℃)， 电源允许的工作范围也更大(74系列为5 V(1±5%)，54系列为5 V(1±10%))。
14 13
路，经过集成电路工艺制作在同一芯片上。
74LS86
与
OC门
电路的输出有
状态是禁止状态，后两种状态是工作状态。
在一般与非
（1）对于各种集成电路，使用时一定要在推荐的工作条件范围
内，否则将导致性能下降或损坏器件。
高电平、低电平
在逻辑电路中，电位的高低常用高电平、低电平来描述。