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逻辑门电路说课课件知识讲解共44页
逻辑门电路说课课件知识讲 解
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。 Nhomakorabea谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。 Nhomakorabea谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
逻辑门电路课件
Rp(min)
VDD VOL(max) I OL(max) I IL(total)
… …
+V DD IOL（max) RP
0
IIL（total)
k
IIL
1
n
m
1
当VO=VOH
为使得高电平不低于规定的VIH的 最小值，则Rp的选择不能过大。 Rp的最大值Rp(max) ：
I0Z（total)
+V DD RP
50%
10%
t
f
90%
50% 10%
tr
4. 功耗
静态功耗：指的是当电路没有状态转换时的功耗，即门电路空 载时电源总电流ID与电源电压VDD的乘积。
动态功耗：指的是电路在输出状态转换时的功耗， 对于TTL门电路来说，静态功是主要的。 CMOS电路的静态功耗非常低，CMOS门电路有动态功耗
5. 延时功耗积 是速度功耗综合性的指标.延时功耗积，用符号DP表示。 几种CMOS系列非门的DP见下页。
D2
CN
TN
(3) vI < vDF D2导通, D1截止 vG = vDF
当输入电压不在正常电压范围时,二极管导通，限制了电容两端电 压的增加,保护了输入电路。
RS和MOS管的栅极电容组成积分网络，使输入信号的过冲电压延 迟且衰减后到栅极。
（2）CMOS逻辑门的缓冲电路
输入、输出端加了反相器作为缓冲电路，所以电路的逻 辑功能也发生了变化。增加了缓冲器后的逻辑功能为与非 功能
6.8 25.84
C、I=2V~3V
TN导通，TP导通
vO vI
2. 传输门的应用
(1) 传输门组成的异或门
B=0
A
《逻辑门电路 》课件
能：输入全为1时输出 为0，其他情况输出为1
符号表示：通常用"NAND"表 示
真值表：列出所有输入和输出 组合的真值表
应用：常用于实现逻辑运算， 如与、或、非等
逻辑功能：输入全为1时输出为0，其他情况输出为1 符号表示：输入端A、B，输出端Y 真值表：列出所有输入输出组合及其对应的输出值 应用：用于实现逻辑运算、控制电路等
实现逻辑运算：与、或、非等 基本逻辑运算
控制信号：控制电路的通断、 开关等
数据处理：处理二进制数据， 实现数据传输、存储等
构建复杂电路：通过组合逻辑 门电路，构建更复杂的电路系 统
PART THREE
功能：实现逻辑与 运算
输入：两个输入信 号
输出：一个输出信 号
真值表：当两个输 入信号均为1时， 输出为1；否则输 出为0。
低功耗技术的挑 战与机遇
低功耗技术的未 来展望
人工智能：逻辑门电路是实现人工智能的关键技术之一，未来将在智能机器人、智能语音识别等领域发挥重要作 用。
物联网：逻辑门电路是实现物联网的关键技术之一，未来将在智能家居、智能交通等领域发挥重要作用。
量子计算：逻辑门电路是实现量子计算的关键技术之一，未来将在量子通信、量子加密等领域发挥重要作用。
生物科技：逻辑门电路是实现生物科技的关键技术之一，未来将在基因编辑、生物制药等领域发挥重要作用。
汇报人：
小型化趋势：随着半导 体技术的发展，逻辑门 电路的尺寸越来越小， 提高了集成度和性能
技术挑战：如何实现 更高集成度和更小尺 寸的逻辑门电路，同 时保证性能和可靠性
应用前景：随着物联 网、人工智能等新兴 技术的发展，逻辑门 电路的集成化和小型 化将更加重要。
低功耗技术在逻 辑门电路中的应 用
符号表示：通常用"NAND"表 示
真值表：列出所有输入和输出 组合的真值表
应用：常用于实现逻辑运算， 如与、或、非等
逻辑功能：输入全为1时输出为0，其他情况输出为1 符号表示：输入端A、B，输出端Y 真值表：列出所有输入输出组合及其对应的输出值 应用：用于实现逻辑运算、控制电路等
实现逻辑运算：与、或、非等 基本逻辑运算
控制信号：控制电路的通断、 开关等
数据处理：处理二进制数据， 实现数据传输、存储等
构建复杂电路：通过组合逻辑 门电路，构建更复杂的电路系 统
PART THREE
功能：实现逻辑与 运算
输入：两个输入信 号
输出：一个输出信 号
真值表：当两个输 入信号均为1时， 输出为1；否则输 出为0。
低功耗技术的挑 战与机遇
低功耗技术的未 来展望
人工智能：逻辑门电路是实现人工智能的关键技术之一，未来将在智能机器人、智能语音识别等领域发挥重要作 用。
物联网：逻辑门电路是实现物联网的关键技术之一，未来将在智能家居、智能交通等领域发挥重要作用。
量子计算：逻辑门电路是实现量子计算的关键技术之一，未来将在量子通信、量子加密等领域发挥重要作用。
生物科技：逻辑门电路是实现生物科技的关键技术之一，未来将在基因编辑、生物制药等领域发挥重要作用。
汇报人：
小型化趋势：随着半导 体技术的发展，逻辑门 电路的尺寸越来越小， 提高了集成度和性能
技术挑战：如何实现 更高集成度和更小尺 寸的逻辑门电路，同 时保证性能和可靠性
应用前景：随着物联 网、人工智能等新兴 技术的发展，逻辑门 电路的集成化和小型 化将更加重要。
低功耗技术在逻 辑门电路中的应 用
逻辑门电路授课课件
2. MOS管的开关特性
3.1.4 CMOS反相器
1．电路结构
CMOS逻辑门电路是由N沟道MOSFET和P沟
υI
道MOSFET互补而成。
2．工作原理
（设VDD＞（VTN + |VTP|），且VTN = |VTP|） （1）当υi=0V时，TN截止，TP导通。输出υO≈VDD。 （2）当υi=VDD时，TN导通，TP截止，输出υO≈0V。
传输延迟时间 tpd/ns(CL=15pF)
75 10 13 2.9
功耗 (mW) 1(1MHz) 1.5 (1MHz) 1 (1MHz) 0.0003~7.5
延时功耗积 (pJ) 75 15 13
0.00087~22
3.1.9 NMOS门电路(略)
3.2 TTL逻辑门
3.2.1 BJT的开关特性
⑴ 扇入数：一个门电路输入端接入同类门电路的最大数目，取决于门电 路的输入端的个数。
⑵ 扇出数：一个门电路输出端能带同类门电路的最大数目，它表示带负 载的能力。
驱动门的所带负载分为灌电流负载和拉电流负载两种情况:
① 带灌电流负载
② 带拉电流负载
如NOH= NOL则取两者的最小值为门的扇出系数。
各类数字集成电路主要性能参数的比较
3.1.5 CMOS逻辑门电路
1．CMOS与非门
两个并联的P沟道和两个串联的N沟道增强型MOS管组成。
VDD
TP1
TP2
（1）当A、B中只要一个为低时，就会使与 之相连的NMOS管截止，PMOS管导
通，输出为高；
L
（2）当A、B全为高时，两串联的NMOS
B TN2
管导通，两并联的PMOS管截止，输 出为低。
VDD
3.1.4 CMOS反相器
1．电路结构
CMOS逻辑门电路是由N沟道MOSFET和P沟
υI
道MOSFET互补而成。
2．工作原理
（设VDD＞（VTN + |VTP|），且VTN = |VTP|） （1）当υi=0V时，TN截止，TP导通。输出υO≈VDD。 （2）当υi=VDD时，TN导通，TP截止，输出υO≈0V。
传输延迟时间 tpd/ns(CL=15pF)
75 10 13 2.9
功耗 (mW) 1(1MHz) 1.5 (1MHz) 1 (1MHz) 0.0003~7.5
延时功耗积 (pJ) 75 15 13
0.00087~22
3.1.9 NMOS门电路(略)
3.2 TTL逻辑门
3.2.1 BJT的开关特性
⑴ 扇入数：一个门电路输入端接入同类门电路的最大数目，取决于门电 路的输入端的个数。
⑵ 扇出数：一个门电路输出端能带同类门电路的最大数目，它表示带负 载的能力。
驱动门的所带负载分为灌电流负载和拉电流负载两种情况:
① 带灌电流负载
② 带拉电流负载
如NOH= NOL则取两者的最小值为门的扇出系数。
各类数字集成电路主要性能参数的比较
3.1.5 CMOS逻辑门电路
1．CMOS与非门
两个并联的P沟道和两个串联的N沟道增强型MOS管组成。
VDD
TP1
TP2
（1）当A、B中只要一个为低时，就会使与 之相连的NMOS管截止，PMOS管导
通，输出为高；
L
（2）当A、B全为高时，两串联的NMOS
B TN2
管导通，两并联的PMOS管截止，输 出为低。
VDD
数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)
第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），
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， 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1．NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共＝48V页OH （ min ） - VON ＝ 2.4V-2.0V ＝
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时，从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 ， 称 为 高 阻 态 ， 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN
《逻辑门电路》课件
与非门（NAND Gate）
与门的输出信号取反。
逻辑门的符号和真值表
符号
每种逻辑门都有其独特的图形符号，用以表示其 功能。
真值表
每个逻辑门都有其对应的真值表，用于描述其输 入输出逻辑关系。
逻辑门的输入输出值
逻辑门 非门 与门 或门 与非门
输入值 0/1 00/01/10/11 00/01/10/11 00/01/10/11
解码器（Decoder）
将较少数量的输入信号解码成较多数量的输出信 号。
时序逻辑电路1来自触发器（Flip-Flops）
用于存储和控制逻辑门电路的状态和信号。
2
寄存器（Registers）
用于存储和传输多个二进制位的信息。
3
计数器（Counters）
用于计数和控制逻辑电路的运行。
状态图和状态表
状态图
逻辑门电路
逻辑门电路是数字电子学中的重要概念。它由不同类型的逻辑门组成，用于 处理和操作数字信号。本课件将介绍逻辑门的基本知识和应用。
逻辑门的类型
非门（NOT Gate）
将输入信号取反，输出为其相反值。
或门（OR Gate）
当任意一个输入信号为高电平时，输出为高 电平。
与门（AND Gate）
当所有输入信号均为高电平时，输出为高电 平。
D锁存器
有一个输入信号D，可以存储 一个比特。
振荡器（Oscillators）
1 简谐振荡器
2 应用示例
通过正反馈回路产生稳定的周期性输出信 号。
振荡器可用于时钟发生器、通信设备和音 频设备。
逻辑门设计和实现
逻辑门设计
设计逻辑门需要考虑电路的功能、布局和性能 要求。
逻辑门实现
与门的输出信号取反。
逻辑门的符号和真值表
符号
每种逻辑门都有其独特的图形符号，用以表示其 功能。
真值表
每个逻辑门都有其对应的真值表，用于描述其输 入输出逻辑关系。
逻辑门的输入输出值
逻辑门 非门 与门 或门 与非门
输入值 0/1 00/01/10/11 00/01/10/11 00/01/10/11
解码器（Decoder）
将较少数量的输入信号解码成较多数量的输出信 号。
时序逻辑电路1来自触发器（Flip-Flops）
用于存储和控制逻辑门电路的状态和信号。
2
寄存器（Registers）
用于存储和传输多个二进制位的信息。
3
计数器（Counters）
用于计数和控制逻辑电路的运行。
状态图和状态表
状态图
逻辑门电路
逻辑门电路是数字电子学中的重要概念。它由不同类型的逻辑门组成，用于 处理和操作数字信号。本课件将介绍逻辑门的基本知识和应用。
逻辑门的类型
非门（NOT Gate）
将输入信号取反，输出为其相反值。
或门（OR Gate）
当任意一个输入信号为高电平时，输出为高 电平。
与门（AND Gate）
当所有输入信号均为高电平时，输出为高电 平。
D锁存器
有一个输入信号D，可以存储 一个比特。
振荡器（Oscillators）
1 简谐振荡器
2 应用示例
通过正反馈回路产生稳定的周期性输出信 号。
振荡器可用于时钟发生器、通信设备和音 频设备。
逻辑门设计和实现
逻辑门设计
设计逻辑门需要考虑电路的功能、布局和性能 要求。
逻辑门实现
逻辑门电路ppt课件
第3章 逻辑门电路
3.2.1 TTL系列门电路 ◆ TTL（晶体管—晶体管逻辑）门电路只制成单片集成电路。输入级由多发射极晶体管构成， 输出级由推挽电路（功率输出电路）构成。标准TTL与非门如下图所示。
◆ 标准TTL与非门
◆ 电路工作原理
1. 电路组成 2. 逻辑关系 当当3一个个发发射射极极都或接3高个电发平射（极A都、接B、低C电都平 接导通（定U通，+B工A25≈（则、V作0）.有倒B2在V、时置饱，C，工接和晶T作地导体1的状）通 管集态，状T电2）多态必结至发，定处使射其截于T极集止正2晶电，、向体使极T偏4管T电饱置3T饱压和而1一和导 导U通B4，≈0而.7VT，4截U止CE，S2≈输0出.2V端L 为高电平。 UB3≈0.9V，T3截止，UL≈0
带灌电流负载特性:与非门输出uO为低电平 时，带灌电流负载。当输入都为高电平时， 与非门的V2、V5饱和导通，输出uO为低电平 UOL，这时，各个外接负载门的输入低电平电 流都流入（即灌入）V5的集电极，形成了输 出低电平电流。当外接负载门的个数增加时， 流入V5集电极的电流随之增大，输出低电平 稍有上升，只要不超过输出低电平允许的上 限值，与非门的正常逻辑功能就不会被破坏。 设与非门输出低电平时，允许V5最大集电极 电流为ＩOL（max），每个负载门输入低电 平电流为ＩIL时，则输出端外接灌电流负载 门的个数NOL为。NOL＝IOL（max）/IIL
第3章 逻辑门电路
第3章 逻辑门电路
一、学习目的
逻辑门电路是构成数字电路的基本单元。要从内部结构上认识了解逻辑门电路的基本构造和性能 特点，了解逻辑门电路的逻辑关系用分立元件是如何实现的，了解集成门电路的分类和各类集成 逻辑门电路的工作特点及主要参数。
第6部分逻辑门电路47页PPT文档
E 截止状态
17
15.05.2020
6.2 TTL门电路
TTL门电路是晶体管-晶体管逻辑门电路的简称，它是目 前使用最为广泛的一种门电路。
18
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6.2.1 TTL与非门
19
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TTL与非门电路由三部分组成： 1. 输入级
包括多发射极晶体管VT1和基极电阻R1，形成与门 电路，实现逻辑“与”功能。VT1的发射极是“与”输 入 ，VT1的集电极是“与”输出端。
2. 中间倒相级 包括VT2及电阻R2，R3。主要作用是将VT2管的基
极电流放大，以增强对输出级的驱动能力。 3. 输出级 由VT3，VT4，VT5管和电阻R4，R5组成。VT3、
VT4组成射极跟随器电路，同时与VT5组成推挽电路， 提高电路带负载能力。
20
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当电路输入全为高电平时，输出F为低电平；输入 中有一个或一个以上为低电平时，电路输出为高电平。 其逻辑关系为：
3）反向截止特性 当二极管两端的反
向电压大于反向击穿电压 UBR时，反向电流突然剧 增。二极管反向击穿。
12
15.05.2020
6.1.2 半导体三极管
半导体三极管（双极型三极管）简称三极管，它 是利用特殊工艺制成的具有两个PN结的半导体器件。 它有三个电极：基极B、发射极E、集电极C。根据结 构不同，三极管可以分为NPN型和PNP型两类。
砷、锑等）。 杂质原子的五个价电子与周围硅原子组成共价键时，
多出一个价电子，使晶体产生一个自由电子。 根据掺入杂质的多少，可以控制自由电子的数量。
由于自由电子的数量远远大于空穴的数量，这种半导体 导电以自由电子导电为主。将自由电子称为多数载流子， 简称多子；空穴称为少数载流子，简称少子。