3逻辑门1

null第3章　逻辑门第3章　逻辑门正逻辑：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 获得高、低电平的基本原理 3.1　MOS管的开关特性3.1　MOS管的开关特性1、MOS管的结构 S (Source)：源极　　　　G (Gate)：栅极 D (Drain)：漏极　　　　B (Substrate):衬底null以N沟道增强型为例： 当加+VDS时， VGS=0时，D-S间是两个背向PN结串联，iD=0 加上+VGS，且足够大至VGS >VGS (th), D-S间形成导电沟道（N型层） 开启电压NMOS管的基本开关电路NMOS管的基本开关电路　　对于增强型PMOS管则与NMOS管相反，其开启电压为负。即只有UGS为负，且其绝对值大于开启电压的绝对值，此时PMOS管导通。　　对于增强型PMOS管则与NMOS管相反，其开启电压为负。即只有UGS为负，且其绝对值大于开启电压的绝对值，此时PMOS管导通。大量正离子导电沟道耗尽型3.2　CMOS门电路（Complementary）3.2　CMOS门电路（Complementary）3.2.1 CMOS反相器及传输门 1、CMOS反相器　特点：无论vi是高电平还是低电平，T1、T2总有一个处于导通，一个处于截止。同时流过T1、T2的电流ID始终很小，可视为0。电压、电流传输特性电压、电流传输特性2、CMOS传输门2、CMOS传输门3.2.2 CMOS与非门、或非门3.2.2 CMOS与非门、或非门1. 与非门 2.或非门　　在反相器、传输门、与非门及或非门这四种基本的电路基础上可以组成其他逻辑门电路。null3、异或门T3、T4构成传输门，在A＝0时打开，A＝1时关闭。 　　A＝0时，Y＝B 　　A＝1时，与T6、T7有关1、三态输出门－－TSL(There State Logic) 1、三态输出门－－TSL(There State Logic) 3.2.3　三态输出和漏极开路输出CMOS门电路具有高电平状态、低电平状态以及高阻态 　EN’端称为使能端，其上的反号（或图里的小圈）表示低电平有效。若高电平有效，则无反号（小圈）。倒三角形“▽”表示逻辑门是三态输出null①作多路开关：E’=0时，门G1使能，G2禁止，Y=A；E’=1时，门G2使能，G1禁止，Y=B。②信号双向传输：E’=0时信号向右传送，B=A；E’=1时信号向左传送，A=B 。③构成数据总线：让各门的控制端轮流处于低电平，即任何时刻只让一个TSL门处于工作状态，而其余TSL门均处于高阻状态，这样总线就会轮流接受各TSL门的输出。三态门的应用：null　菱形表示OD结构，横线表示输出为低电平时输出端管是导通过的。2、漏极开路输出门电路（OD门）使用时要外接上拉电阻RL及VDD2， VDD2可与CMOS供电电源不相等。null 普通的CMOS门输出端不能并联,有可能导致NMOS和PMOS器件同时导通，形成大电流。 　CMOS门电路输出端也不允许和地、电源短接。 　1）可将输出并联，实现线与，简化电路，节省器件。 　OD门的应用null　2）实现电平转换。 如图所示，可使输出高电平变为10V。　3）用做驱动器。 如图是用来驱动发光二极管的电路。　外接上拉电阻RL的计算　外接上拉电阻RL的计算nullnull3.2.4 CMOS电路的静电防护和锁定效应　　　由于二极管的钳位作用，使得MOS管在正或负尖峰脉冲作用下不易发生损坏。　静电防护： 　由于MOS管中SiO2极薄，当栅极积累一定电荷后，氧化层被击穿，造成器件损坏。因此，CMOS输入端都加有保护电路。null锁定效应的防护 锁定效应，指电源至电路公共端之间有很大的电流流过，输入端失去了控制作用。又称可控硅效应，由CMOS内的寄生晶体管产生。 　　产生锁定效应时，电流很大将造成CMOS电路永久失效。 　　可在输入、输出端接入钳位保护电路，在电源输入端加去耦电路。3.2.5　 CMOS 门电路的电气特性和参数3.2.5　 CMOS 门电路的电气特性和参数一、直流（静态）特性：电路处于稳定时的电压电流特性。 　1. 输入低电平VIL 、输入高电平VIH 　输入为高、低电平时电压变化范围。即： 0~ VIL(max) ,VIH(min) ~ VDD 　 VIL（max)：允许输入低电平的最大值，典型值1.5V； VIH（ min)：允许输入高电平的最小值，典型值3.5V ； 　　　　　（74HC系列典型值，下同） 2.输出高电平VOH、输出低电平VOL 　　 输出电压的允许范围 0~ VOL(max) , VOH(min) ~ VDD　　　　 　 VOH（min)：允许输出高电平的最小值；典型值4.4V VOL（max) ：允许输出低电平的最大值;典型值0.33Vnull3.高电平噪声容限（VNH） 、低电平噪声容限（VNL） 输入端噪声容限：在保证输出高低电平基本不变（或者说变化的大小不超过允许限度）的条件下，输入电平允许的波动范围。当前一级门带动相同的后一级门时:高电平噪声容限： VNH = VOH（min) －VIH（ min) 　　　=4.4－3.5=0.9V低电平噪声容限： VNL = VIL（ max) － VOL（ max) =1.5－0.33=1.17Vnull4.高电平输入电流IIH、低电平输入电流IIL　输入电压无论是高电平还是低电平，由于输入端均与栅极相连，故输入电阻极大，高、低电平输入电流极小。 　　若输入端悬空，输入级MOS管栅极上可能会有感应电荷积累，使得栅极击穿（或使栅极电位介于高、低电平之间），故一般不让多余输入端悬空，对多余输入端的处理以不改变电路工作状态及稳定可靠为原则。 　　如与门多余输入端可接高电平，或门可接低电平。 null5.高电平输出电流IOH、低电平输出电流IOL： 　　提供给外接负载的输出电流。 　　输出为高电平时,由于IOH流过导通管TP的导通电阻RON， IOH增加时TP的导通压降增加，负载上的电压减小，即输出高电平下降。为保证输出高电平大于 VOH（min) ，规定了IOH的最大值IOH （max) 。 输出为低电平时， IOL增加输出低电平上升。为保证输出低电平小于 VOL（ max) ，规定了IOL的最大值IOL （max) 　　　　　　 　　　　　　　通常IOH （max) ＝ IOL （max) 输出高电平等效电路 输出低电平等效电路二、 开关电气特性（动态特性）和参数 　　　　　　　　　　　　电路在状态转换过程中电压、电流特性。二、 开关电气特性（动态特性）和参数 　　　　　　　　　　　　电路在状态转换过程中电压、电流特性。1.传输延迟时间tpd 　　由于CMOS门电路内存在电容且输出端还有负载电容，所以输入电压突变时，输出电压变化会延迟一时间。典型值：9nSnull2.动态功耗　　以反相器为例，静态时，CMOS反相器工作在工作区AB和CD，总有一个MOS管处于截止状态，流过的电流为极小的漏电流。 所以静态功耗极低。　在动态下，电平有高低转换，电流会出现尖峰，使动态功耗不为0。　导通功耗：电平高低转换时，输出的一对管会有短暂的同时导通情况，有一尖峰电流流过两个输出管产生瞬变功耗。负载电容充放电功耗：负载电容充放电功耗：nullCMOS集成门电路简介 　　1. CMOS门电路系列 型号 pcr仪的中文说明书矿用离心泵型号大全阀门型号表示含义汽车蓄电池车型适配表汉川数控铣床 的命名法 　　CMOS逻辑门器件有三大系列: 4000系列、74C××系列和硅氧化铝系列。 4000系列中，采用硅栅 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 和双缓冲输出的4000B系列产品最常用。 　　74C××系列有： 　　普通系列74C×× 　　高速系列74HC×× ( HCT××) 　　以及先进系列74AC××( ACT××)。　　null如　CC 40 30 RCMOS 器件型号组成符号及意义表示温度范围： -55 ~ 85℃ 表示器件品种： 四- 2输入异或门 表示器件系列代号 表示中国制造的CMOS器件nullCMOS电路的技术参数4000B系列部分器件nullCMOS或非门和异或门null CMOS与非门