数字电路与逻辑设计集成门电路与触发器学习教案.pptx

会计学3.1数字(shùzì)集成电路的分类双极型集成电路(diànlù)分为：
晶体管-晶体管逻辑电路(diànlù)TTL(TransistorTransistorLogic)
发射极耦合逻辑电路(diànlù)(EmitterCoupledLogic)
集成注入逻辑电路(diànlù)I2L(IntegratedInjectionLogic)┊
TTL电路(diànlù)的“性能价格比”较佳，应用最广泛。二．根据集成电路(jíchéng-diànlù)规模的大小进行分类三．根据(gēnjù)设计方法和功能定义分类3.2半导体器件的开关(kāiguān)特性晶体(jīngtǐ)二极管的开关特性2．反向特性
二极管在反向电压VR作用下，处于截止状态，反向电阻很大，反向电流IR很小（将其称为反向饱和电流，用IS表示，通常可忽略不计），二极管的状态类似于开关断开(duànkāi)。而且反向电压在一定范围内变化基本不引起反向电流的变化。注意(zhùyì)：图中忽略了二极管的正向压降。二.动态(dòngtài)特性实际(shíjì)过程如图所示：具体如下：
★二极管外加正向电压VF时，PN结两边的多数载流子不断向对方区域扩散(kuòsàn)，一方面使空间电荷区变窄，另一方面使相当数量的载流子存储在PN结的两侧。★当输入电压突然由正向电压VF变为反向电压VR时，PN结两边存储的载流子在反向电压作用下朝各自原来的方向运动，即P区中的电子被拉回N区，N区中的空穴被拉回P区，形成反向漂移电流IR。开始时空间电荷区依然很窄，二极管电阻很小，反向电流
IR≈VR/R。经过时间ts后，PN结两侧存储的载流子显著减少，空间电荷区逐渐变宽，反向电流慢慢减小；直至经过时间tt后，IR减小至反向饱和电流IS，二极管截止。该过程如下图所示。2.开通(kāitōng)时间晶体三极管的开关(kāiguān)特性3.饱和状态
vB＞VTH，并达到一定值，两个PN结均为正偏，iB≥IBS(基极临界饱和电流)≈VCC/βRc,此时iC=ICS(集电极饱和电流)≈VCC/Rc。三极管呈现低阻抗，类似(lèisì)于开关接通。晶体三极管在截止与饱和(bǎohé)这两种稳态下的特性称为三极管的静态开关特性。晶体三极管在饱和与截止两种状态转换过程中具有的特性称为三极管的动态特性。
三极管的内部也存在着电荷的建立与消失过程。两种状态的转换也需要一定的时间才能(cáinéng)完成。1．开通时间（ton）

开通时间：三极管从截止状态(zhuàngtài)到饱和状态(zhuàngtài)所需要的时间。3.3逻辑门电路一.非门
非门又称“反相器”。晶体(jīngtǐ)三极管反相器的电路图和逻辑符号如图(a)和图(b)所示。二.与门二.或门集成(jíchénɡ)逻辑门电路一.典型(diǎnxíng)TTL与非门(2)工作(gōngzuò)原理※当有输入端接(duānjiē)低电平(0.3V)时：输入端为低的发射结导通，使T1的基极电位Ub1=0.3V+0.7V=1V。该电压作用于T1的集电结和T2、T5的发射结上，不可能使T2和T5导通，即T2、T5均截止。2.主要(zhǔyào)外部特性参数(3)开门电平VON：开门电平VON是指在额定负载下，使输出电平达到标准(biāozhǔn)低电平VSL的输入电平，它表示使与非门开通的最小输入电平。VON的典型值是1.5V，产品规范值为VON≤1.8V。开门电平的大小反映了高电平抗干扰能力，VON愈小，在输入高电平时的抗干扰能力愈强。(5)扇入系数Ni：指与非门允许的输入端数目。Ni是由制造厂家安排的，一般Ni为2～5，最多不超过8。当应用中要求输入端数目超过Ni时，可通过分级(fēnjí)实现的方法减少对扇入系数的要求。(8)输入漏电流IiH：指某一输入端接高电平，而其他输入端接低电平时，流入高电平输入端的电流，又称为(chēnɡwéi)高电平输入电流。一般IiH≤50μA。(10)空载功耗P：空载功耗是当与非门空载时电源总电流ICC和电源电压(diànyā)UCC的乘积。

输出为低电平时的功耗称为空载导通功耗PON，输出为高电平时的功耗称为空载截止功耗POFF，PON大于POFF。

平均功耗P=(PON+POFF)/2
一般P＜50mW,如74H系列门电路平均功耗为22mW。3.TTL与非门集成电路(jíchéng-diànlù)芯片二.常用(chánɡyònɡ)的TTL集成门电路(2)或非门常用的TTL或非门集成电路芯片有7402等。7402的引脚分配(fēnpèi)图如下图所示。(3)与或非门常用的TTL与或非门集成电路芯片7451的逻辑(luójí)符号和引脚排列图如下：2.两种特殊(tèshū)的门电路集电极开路门(Op