数电门电路ppt课件.ppt

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1、门电路第三章3.1概述获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态。门电路：实现基本运算、复合运算的单元电路，如与门、与非门、或门……门电路中以高/低电平表示逻辑状态的1/0正逻辑：高电平表示1，低电平表示0负逻辑：高电平表示0，低电平表示1高/低电平都允许有一定的变化范围例3.2、3.33.2半导体二极管门电路§3.2.1半导体二极管的开关特性高电平：VIH=VCC低电平：VIL=0vI=VIH=VCC时,D截止，vO=VCCvI=VIL＝0时,D导通，vO=0.

2、7V二极管的开关等效电路：=VOH=VOL输入输出３.２.２二极管与门设VCC=5VA,B端输入：VIH=3VVIL=0V二极管导通时VD=0.7VABY0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7VABY000010100111规定3V以上为10.8V以下为0与门2.3.3二极管或门A,B端输入:VIH=4VVIL=0V二极管导通时VD=0.7VABY0V0V0V0V4V3.3V4V0V3.3V4V4V3.3VABY000011101111规定3V以上为10.8V以下为0或门二极管

3、构成的门电路的缺点电平有偏移带负载能力差只用于IC内部电路3.3CMOS门电路GSDN沟道增强型源极栅极漏极§3.3.2CMOS反相器工作原理PMOS管NMOS管CMOS电路VDDT1T2vIvO一、电路结构当NMOS管和PMOS管成对出现在电路中，且二者在工作中互补，称为CMOS管。VDDTPTNvIvOvI=0截止=“１”导通v0≈10VvI=1VDDT1T2vIvO导通=“０”截止静态下，无论vI是高电平还是低电平，T1、T2总有一个截止，因此CMOS反相器的静态功耗极小。v0≈0V二、CMOS

4、反相器电压传输特性和电流传输特性阈值电压VTHCMOS反相器在使用时应尽量避免长期工作在BC段。可靠输入低电平时噪声容限：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。输入高电平时噪声容限：三、输入端噪声容限测试表明：CMOS电路噪声容限VNH=VNL＝30％VDD，且随VDD的增加而加大。因为MOS管的栅极和衬底之间存在着以SiO2为介质的输入电容，而绝缘介质非常薄，极易被击穿，所以应采取保护措施。§3.3.3CMOS反相器的静态输入输出特性一、输入特性在正常的输入

5、信号范围内，即–0.7V

6、压作用时间越短、电源电压越高，交流噪声容限越大。三、动态功耗反相器从一种稳定状态突然变到另一种稳定状态的过程中，将产生附加的功耗，即为动态功耗。动态功耗包括：负载电容充放电所消耗的功率PC和PMOS、NMOS同时导通所消耗的瞬时导通功耗PT。在工作频率较高的情况下，CMOS反相器的动态功耗要比静态功耗大得多，静态功耗可忽略不计。§3.3.5其他类型CMOS门电路1.与非门一、其他逻辑功能的CMOS门电路输入任一输入端为低时，如：设vA=0vA=0断开导通vO=1输入全为高电平vA=1vB=1导通断开v

7、O=02.或非门比较与非门任一输入端为高时，如设vA=1vA=1导通断开vO=0输入端全为低时vA=0vB=0断开导通vO=13.带缓冲级的CMOS门电路带缓冲级的与非门电路带缓冲级的门电路其输出电阻、输出高、低电平以及电压传输特性将不受输入端数目的影响。电压传输特性的转折区也变得更陡。二、漏极开路输出门电路（OD门）普通门电路输出不能直接连在一起“线与”！ABYCD10产生一个很大的电流需将一个MOS管的漏极开路构成OD门。----类似TTL电路的OC门。ABYOD门的逻辑符号及函数式以及输出端使用

8、方法都与OC门相同。如:与非门OD门输出端可直接连接实现线与。但需加一上拉电阻。&ABY上拉电阻的计算方法同TTL门电路。①C＝0、，即C端为低电平（0V）、端为高电平（＋VDD）时，T1和T2都不具备开启条件而截止，输入和输出之间相当于开关断开一样，呈高阻态。三、CMOS传输门②C＝1、，即C端为高电平（＋VDD）、端为低电平（0V）时，T1和T2至少有一个导通，输入和输出之间相当于开关接通一样，呈低阻态，vo＝vi。1.双向模拟开关：C=1时，TG导