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1、第 2 章 门电路,第 2 章 门电路,2.1 概述 2.2 最简单的与、或、非门电路 2.3 TTL门电路 2.4 CMOS门电路,返 回 主 目 录,1,行业材料,第 2 章 门电路,2.1 概 述,门电路：,常用的门电路：,实现基本运算、复合运算的单元电路。,与门、或门、非门、与非门、或非门、,与或非门、异或门等。,门电路中以高、低电平表示二值逻辑的0、1两种逻辑状态。,高、低电平都允许有一定的变化范围。,正逻辑：用高电平表示逻辑1、低电平表示逻辑0 。,负逻辑：用高电平表示逻辑0、低电平表示逻辑1。,2,行业材料,第 2 章 门电路,2.2 最简单的与、或、非门电路,2.2.1 二极管
2、与门,1、电路和图形符号,输出端,电源电压 VCC = 5V,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,输入端,VIH=3V 、VIL=0V,3,行业材料,第 2 章 门电路,2.2 最简单的与、或、非门电路,2.2.1 二极管与门,1、电路和图形符号,电源电压 VCC = 5V,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,0V,0V,D1导通 D2导通,0.7V,0.7,4,行业材料,第 2 章 门电路,2.2 最简单的与、或、非门电路,2.2.1 二
3、极管与门,1、电路和图形符号,电源电压 VCC = 5V,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,D1导通 D2导通,0.7,0 3,0V,3V,D1导通,0.7V,0.7,D2截止,5,行业材料,第 2 章 门电路,2.2 最简单的与、或、非门电路,2.2.1 二极管与门,1、电路和图形符号,电源电压 VCC = 5V,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,D1导通 D2导通,0.7,0
4、3,D1导通 D2截止,0.7,3 0,3V,0V,D2导通,0.7V,0.7,D1截止,6,行业材料,第 2 章 门电路,2.2 最简单的与、或、非门电路,2.2.1 二极管与门,1、电路和图形符号,电源电压 VCC = 5V,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,D1导通 D2导通,0.7,0 3,D1导通 D2截止,0.7,3 0,3V,3V,D1截止 D2导通,0.7,3 3,D1导通 D2导通,3.7V,3.7,7,行业材料,第 2 章 门电路,2.2 最简单的与、或、非门电路,2
5、.2.1 二极管与门,1、电路和图形符号,电源电压 VCC = 5V,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,D1导通 D2导通,0.7,0 3,D1导通 D2截止,0.7,3 0,D1截止 D2导通,0.7,3 3,D1导通 D2导通,3.7,3V 以上为逻辑 1,0.7V以下为逻辑0,0101,0011,0001,8,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.2 二极管或门,1、电路和图形符号,电路和图形符号,输入端,输出端,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VD
6、F = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,9,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.2 二极管或门,1、电路和图形符号,电路和图形符号,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,0V,0V,D1截止 D2截止,0,10,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.2 二极管或门,1、电路和图形符号,电路和图形符号,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,0V,3V,D1截止 D2截止,0,0 3
7、,D2导通,D1截止,2.3V,2.3,11,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.2 二极管或门,1、电路和图形符号,电路和图形符号,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,3V,0V,D1截止 D2截止,0,0 3,D2导通,D1截止,2.3V,2.3,3 0,D1导通,D2截止,2.3,12,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.2 二极管或门,1、电路和图形符号,电路和图形符号,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL
8、=0V,2、逻辑功能分析,0 0,3V,3V,D1截止 D2截止,0,0 3,D2导通,D1截止,2.3V,2.3,3 0,D1导通,D2截止,2.3,3 3,D1导通,D2导通,2.3,13,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.2 二极管或门,1、电路和图形符号,电路和图形符号,A、B 输入端的电压,二极管工作状态 导通、截止,二极管导通时 VDF = 0.7V,VIH=3V 、VIL=0V,2、逻辑功能分析,0 0,D1截止 D2截止,0,0 3,D2导通,D1截止,2.3,3 0,D1导通,D2截止,2.3,3 3,D1导通,D2导通,2.3,2.3V以上为逻辑 1,0V 以下为逻辑0
9、,0101,0011,0111,14,行业材料,第 2 章 门电路,二极管构成的门电路的缺点,电平有偏移,只用于IC内部电路,带负载能力差,15,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.3 三极管非门（反相器）,1、电路和图形符号,2、逻辑功能分析,16,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.3 三极管非门（反相器）,1、电路和图形符号,2、逻辑功能分析,VIL,截止,VOH,17,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.3 三极管非门（反相器）,1、电路和图形符号,2、逻辑功能分析,VIL,截止,VOH,VIH,饱和,VOL,18,行业材料,第 2 章 门电路,2.2.3 三极管非门（反相器）,
10、1、电路和图形符号,2、逻辑功能分析,VIL,截止,VOH,VIH,饱和,VOL,输入、输出,高电平为逻辑 1,低电平为逻辑 0,01,10,19,行业材料,第 2 章 门电路,2.3 TTL门电路,2.3.1 TTL反相器的电路结构和工作原理,一、电路结构和逻辑关系,TTL反相器电路,VCC = 5V,VIL = 0.2V,VIH = 3.4V,PN结导通压降VON = 0.7V,20,行业材料,第 2 章 门电路,2.3 TTL门电路,2.3.1 TTL反相器的电路结构和工作原理,一、电路结构和逻辑关系,TTL反相器电路,VCC = 5V,VIL = 0.2V,VIH = 3.4V,PN结
11、导通压降VON = 0.7V,(1) vI =VIL= 0.2V( A=0 ),0.2V,1V,截 止,截 止,5V,导通,导通,vO 50.70.7 = 3.4V( Y=1 ),21,行业材料,第 2 章 门电路,2.3 TTL门电路,2.3.1 TTL反相器的电路结构和工作原理,一、电路结构和逻辑关系,TTL反相器电路,VCC = 5V,VIL = 0.2V,VIH = 3.4V,PN结导通压降VON = 0.7V,(1) vI =VIL= 0.2V( A=0 ),vO 50.70.7 = 3.4V( Y=1 ),(2) vI =VIH= 3.4V( A=1 ),3.4V,2.1V,导通,
12、1V,导通,截止,截止,vO 0.2V( Y=0 ),22,行业材料,第 2 章 门电路,2.3 TTL门电路,2.3.1 TTL反相器的电路结构和工作原理,一、电路结构和逻辑关系,TTL反相器电路,VCC = 5V,VIL = 0.2V,VIH = 3.4V,PN结导通压降VON = 0.7V,(1) vI =VIL= 0.2V( A=0 ),vO 50.70.7 = 3.4V( Y=1 ),(2) vI =VIH= 3.4V( A=1 ),vO 0.2V( Y=0 ),23,行业材料,第 2 章 门电路,几点说明：,TTL反相器电路,(1) 二极管 D1 用于抑制,(2) 二极管 D2 使
13、 T5导通,负向干扰；,时T4可靠截止。,(3) 输入端悬空时，相当,输入逻辑1、输入电压vI =1.4V。,24,行业材料,第 2 章 门电路,几点说明：,TTL反相器电路,(1) 二极管 D1 用于抑制,(2) 二极管 D2 使 T5导通,负向干扰；,时T4可靠截止。,(3) 输入端悬空时，相当,输入逻辑1、输入电压vI =1.4V。,端电压很大,VB1很大,T1集电 结导通,导通,导通,2.1V,1.4V,1V,截止,截止,0.2V,25,行业材料,第 2 章 门电路,二、电压传输特性,TTL反相器的电压传输特性,输出电压 v0 随输入电压 vI 变化曲线。,(1) AB段 截止区,vI
14、 0.6V,截止区,vI 0.6V,VB1 1.3V,T1导通,T2 截止,T5 截止,T4导通,D2导通,vO = VOH = VCCVR2VBE4VD2= 3.4V,26,行业材料,第 2 章 门电路,二、电压传输特性,TTL反相器的电压传输特性,输出电压 v0 随输入电压 vI 变化曲线。,(1) AB段 截止区,vI 0.6V,截止区,vO = VOH = VCCVR2VBE4VD2= 3.4V,(2) BC段 线性区,线性区,0.6VvI1.3V,T2导通 （放大区）,T5截止,vI vo,0.6VvI1.3V,1.3VVB12V,T1导通,T4导通 （放大区）,D2导通,27,行业
15、材料,第 2 章 门电路,二、电压传输特性,TTL反相器的电压传输特性,输出电压 v0 随输入电压 vI 变化曲线。,(1) AB段 截止区,vI 0.6V,截止区,vO = VOH = VCCVR2VBE4VD2= 3.4V,(2) BC段 线性区,线性区,0.6VvI1.3V,vI vo,(3) CD段 转折区,转 折 区,vI = VTH 1.4V,VTH 阈值电压,（转折区中点对应的输入电压）,vI 1.4V,VB1=2.1V,T4截止,T2导通,T5导通,vO 迅速VOL,28,行业材料,第 2 章 门电路,二、电压传输特性,TTL反相器的电压传输特性,输出电压 v0 随输入电压 v
16、I 变化曲线。,(1) AB段 截止区,vI 0.6V,截止区,vO = VOH = VCCVR2VBE4VD2= 3.4V,(2) BC段 线性区,线性区,0.6VvI1.3V,vI vo,(3) CD段 转折区,转 折 区,vI = VTH 1.4V,VTH 阈值电压,（转折区中点对应的输入电压）,vO 迅速VOL,(4) DE段 饱和区,饱和区,vI 1.4V,vI 继续， vO =VOL不变,29,行业材料,第 2 章 门电路,二、电压传输特性,TTL反相器的电压传输特性,输出电压 v0 随输入电压 vI 变化曲线。,(1) AB段 截止区,vI 0.6V,截止区,vO = VOH =
17、 VCCVR2VBE4VD2= 3.4V,(2) BC段 线性区,线性区,0.6VvI1.3V,vI vo,(3) CD段 转折区,转 折 区,vI = VTH 1.4V,VTH 阈值电压,（转折区中点对应的输入电压）,vO 迅速VOL,(4) DE段 饱和区,饱和区,vI 1.4V,vI 继续， vO =VOL不变,30,行业材料,第 2 章 门电路,三、输入端噪声容限,电压传输特性表明：,TTL反相器的电压传输特性,当输入信号vI偏离正常的,VIH和VIL的一定范围内，,信号 vO 基本不变。,输出,在输出信号 vO 允许变化,的范围内，,输入信号 vI 的允,许变化范围称为输入噪声容限。
18、,31,行业材料,第 2 章 门电路,输入噪声容限示意图,输入低电平噪声容限,VNL= VIL(max) VOL(max),输入高电平噪声容限,VNH= VOH(min) VIH(min),32,行业材料,第 2 章 门电路,2.3.2 TTL反相器的静态输入特性和输出特性,一、输入特性,TTL反相器的输入端等效电路,33,行业材料,第 2 章 门电路,2.3.2 TTL反相器的静态输入特性和输出特性,一、输入特性,TTL反相器的输入端等效电路,输入电流 iI 随输入电压 vI 变化的曲线。,TTL反相器的输入特性,(1) 输入短路电流 IIS, 输入电压vI = 0时的输入电流 。,方向：从
19、输入端流出 。,近似分析时，用 IIS表示输入低电平时的电流。,IIS,(2) 高电平输入电流 IIH, 输入电压vI VTH时的输入电流 。,方向：流入输入端 。,IIH,34,行业材料,第 2 章 门电路,二、输出特性,1、输出高电平特性,TTL反相器高电平输出等效电路,输出电压 v0 随负载电流iL 变化的曲线。,35,行业材料,第 2 章 门电路,二、输出特性,1、输出高电平特性,TTL反相器高电平输出等效电路,输出电压 v0 随输出负载电流iL 变化的曲线。,TTL反相器高电平输出特性,(1) 负载电流iL方向：从输出端流出(拉电流)。,(2) 负载电流iL 增大，输出高电平VOH下
20、降。,(3) 对负载电流iL最大值有限制。,36,行业材料,第 2 章 门电路,2、输出低电平特性,TTL反相器低电平输出等效电路,37,行业材料,第 2 章 门电路,2、输出低电平特性,TTL反相器低电平输出等效电路,TTL反相器低电平输出特性,(1) 负载电流iL方向：流入输出端 (灌电流)。,(2) 负载电流iL 增大，输出低电平VOL上升。,(3) 对负载电流iL最大值有限制。,38,行业材料,第 2 章 门电路,门电路的扇出系数N ：,一个门，能驱动同类门电路的个数。, 例 在图示电路中，计算门G1最多可以驱动 多少个同样的门电,路负载。要求G1输出高、低电平满足 VOH3.2V，
21、VOL0.2V。,门的输入特性、输出特性如前图所示。,39,行业材料,第 2 章 门电路,TTL反相器低电平输出特性,解：,计算保证 VOL0.2V时可以驱动的门电路数目N1。,在低电平输出特性上查出：,VOL= 0.2V时的负载电流 iL= 16mA。,0.2,16,TTL反相器的输入特性,在输入特性上查出：,0.2,vI= 0.2V时门的输入电流 iI= 1mA。,由 N1 |iI | iL,有,40,行业材料,第 2 章 门电路,TTL反相器高电平输出特性,TTL反相器的输入特性,计算保证 VOH3.2V时可以驱动的门电路数目N2 。,在高电平输出特性上查出：,VOH = 3.2V时的负
22、载电流 iL= 7.5mA。,3.2,7.5,在输入特性上查出：,器件手册规定： IOH0.4mA，,取负载电流 iL 0.4mA。,高电平输入电流 IIH= 40A。,IIH,由 N2 IIH | iL |,有,41,行业材料,第 2 章 门电路,取N1、N2中数值小者为门G1可以驱动同类门的最大数目。,即G1门的扇出系数 N = N2 = 10 。,42,行业材料,第 2 章 门电路,三、输入端负载特性,输入电压 vI 随输入端负载 RP 变化的曲线。,TTL反相器输入端经 电阻接地时的等效电路,43,行业材料,第 2 章 门电路,三、输入端负载特性,输入电压 vI 随输入端负载电阻 RP
23、 变化的曲线。,TTL反相器输入端经 电阻接地时的等效电路,(1) 输入端负载 RP 较小时，输入电压 vI VTH =1.4V，,(2) 输入端负载 RP 很大时，输入电压 vI = VTH =1.4V，,相当,于输入逻辑0；,相当,于输入逻辑1。,44,行业材料,第 2 章 门电路,2.3.4 其他类型的TTL 门电路,一、其他逻辑功能的门电路,1、与非门,TTL与非门电路,(1) T1为多发射极三极管，,实现逻辑与运算： AB,当A、B 有低电平0.2V时，,VB1=0.9V，,T2、T5截止，,T4、D3导通，,输出VOH，Y = 1。,当 A、B 都为3.2V时，,VB1=2.1V，
24、,T2、T5导通，,T4、D3截止，,输出VOL，Y = 0。,逻辑表达式,45,行业材料,第 2 章 门电路,2、或非门,TTL或非门电路,(1) 2个完全相同的输入,电路。,为高电平3.2V(逻辑1)时，,输入 A、B 有一个或均,使,T5 导通、T4 截止， 输出为,低电平VOL ( Y=0 )；,输入 A、B 同为低电平,0.2V(逻辑0)时，,使 T5 截止、,T4导通，,输出为高电平VOH,( Y=1 )。,逻辑表达式,46,行业材料,第 2 章 门电路,3、与或非门,TTL与或非门,(1) 2个完全相同的输入,电路 , 输入端为多发射极三,极管。,(2) 当输入 A、B 同为高,
25、电平3.2V(逻辑1)时，,使T2 、T5,导通而T4截止 ，,输出为低电平,VOL ( Y=0 )；,当输入 C、D 同为高电,平3.2V (逻辑1) 时，,导通而T4截止 ，,输出为低电平,VOL ( Y=0 )；,当输入A、B和 C、D 每,一组不同为高电平时，,截止，,输出为高电平 VOH ( Y=1 )。,逻辑表达式,47,行业材料,第 2 章 门电路,4、 异或门,TTL异或门,48,行业材料,第 2 章 门电路,二、 集电极开路的门电路 ( OC门 ),1、推拉式输出电路结构的局限性, 输出电平不可调;, 输出端不能并联使用。, 负载能力不强，尤其是高电平输出;,推拉式输出级并联
26、的情况,解决的方法,OC门,49,行业材料,集电极开路与非门的电路和图形符号,第 2 章 门电路,2、OC门的结构特点,(1) 输出级为OC三极管T5， T5可承受较大电压、电流。,(3) 输入 A、B 同为高电平3.2V (逻辑1) 时，,T5饱和，,输出为,低电平VOL0.2V ( Y=0 )；,输入 A、B 有低电平0.2V (逻辑0) 时，,T5截止，,输出为,逻辑表达式,50,行业材料,OC门输出并联的接法及逻辑图,第 2 章 门电路,3、OC门实现的线与,(1) 几个OC门的输出端并联，共用一个外接电阻、电压源。,(2),Y1、Y2 中有低电平输出(逻辑0)，Y 即为低电平输出(逻
27、辑0)；,Y1、Y2 只有同为高电平输出(逻辑1)，Y 即为高电平输出(逻辑1)。,线与 连线实现总输出Y和每个,门输出Y1 、Y2之间的与逻辑关系。,总输出Y和输入A、B、C、D,为与或非逻辑关系。,51,行业材料,第 2 章 门电路,三、 三态输出门电路 ( TS门 ),输出有三种状态,输出高电平VOH,输出低电平VOL,输出高阻态 Z,输出、输入之间有逻辑关系,输出、输入之间没有逻辑关系。,为工作状态。,P = 1 , D截止，,状态，,P = 0 , D导通，,为工作,T4、T5,均截止，,为高阻状态，,Y = Z 。,逻辑表达式,52,行业材料,第 2 章 门电路,三态门的应用,(1
28、) 用三态输出门接成总线结构,用三态输出门接成总线结构,工作时，各三态门控制端,EN 轮流为1，,各个门的输出信号,轮流通过总线传输。,53,行业材料,第 2 章 门电路,(2) 用三态输出门实现数据的双向传输,用三态输出门实现数据的双向传输,EN=1时，,三态门 G1处于,工作状态、 G2处于高阻状态，,数据 DO 经 G1 门反相后送到,总线上；,54,行业材料,第 2 章 门电路,(2) 用三态输出门实现数据的双向传输,用三态输出门实现数据的双向传输,EN=1时，,三态门 G1处于,工作状态、 G2处于高阻状态，,数据 DO 经 G1 门反相后送到,总线上；,EN=0时，,三态门 G2处
29、于,工作状态、 G1处于高阻状态，,来自总线上的数据经 G2 门反,55,行业材料,第 2 章 门电路,一、电路结构,2.4.1 CMOS反相器及工作原理,T1为增强型PMOS管，,T1、T2栅极接一起做输入端，,漏极接一起做,输出端。,T2为增强型NMOS管，,为负载管(有源负载)。,为工作管。,MOS管的工作状态：,导通、截止。,输入电平：,VIL=0V 、 VIH= VDD,MOS管的开启电压：,VGS(th)N = |VGS(th)P |,电源电压：,VDD VGS(th)N + |VGS(th)P |,2.4 CMOS门电路,56,行业材料,第 2 章 门电路,一、电路结构,2.4.
30、1 CMOS反相器及工作原理,二、逻辑功能分析,0,T2 截止,T1 导通,VDD,0,57,行业材料,第 2 章 门电路,一、电路结构,2.4.1 CMOS反相器及工作原理,二、逻辑功能分析,0,T2 截止,T1 导通,VDD,VDD,T1 截止,T2 导通,0,VDD,58,行业材料,第 2 章 门电路,一、电路结构,2.4.1 CMOS反相器及工作原理,二、逻辑功能分析,0,T2 截止,T1 导通,VDD,VDD,T1 截止,T2 导通,0,输入 、 输出,高电平为逻辑 1,低电平为逻辑 0,01,10,逻辑表达式,59,行业材料,第 2 章 门电路,2.4.4 其他类型的CMOS门电路
31、,一、其他逻辑功能的CMOS门电路,1、 CMOS与非门,T1、 T3 两个PMOS管并联，,T2、 T4 两个NMOS管串联。,MOS管的工作状态：,导通、截止。,输入电平：,VIL=0V 、 VIH= VDD,MOS管的开启电压：,VGS(th)N = |VGS(th)P |,(1) 电路结构,60,行业材料,第 2 章 门电路,2.4.4 其他类型的CMOS门电路,一、其他逻辑功能的CMOS门电路,1、 CMOS与非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,0,0,导通,截止,导通,截止,VDD,61,行业材料,第 2 章 门电路,2.4.4 其他类型的CMOS门电路,一、其他
32、逻辑功能的CMOS门电路,1、 CMOS与非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,0,VDD,导通,截止,导通,截止,VDD,0 VDD,导通,截止,截止,导通,VDD,62,行业材料,第 2 章 门电路,2.4.4 其他类型的CMOS门电路,一、其他逻辑功能的CMOS门电路,1、 CMOS与非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,VDD,0,导通,截止,导通,截止,VDD,0 VDD,导通,截止,截止,导通,VDD,VDD 0,截止,导通,导通,截止,VDD,63,行业材料,第 2 章 门电路,2.4.4 其他类型的CMOS门电路,一、其他逻辑功能的CMOS门电路
33、,1、 CMOS与非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,VDD,VDD,导通,截止,导通,截止,VDD,0 VDD,导通,截止,截止,导通,VDD,VDD 0,截止,导通,导通,截止,VDD,VDD VDD,截止,导通,截止,导通,0,64,行业材料,第 2 章 门电路,2.4.4 其他类型的CMOS门电路,一、其他逻辑功能的CMOS门电路,1、 CMOS与非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,导通,截止,导通,截止,VDD,0 VDD,导通,截止,截止,导通,VDD,VDD 0,截止,导通,导通,截止,VDD,VDD VDD,截止,导通,截止,导通,0,输入、
34、输出高电平为,逻辑1 低电平为逻辑0,0101,0011,1110,逻辑表达式,65,行业材料,第 2 章 门电路,2、 CMOS或非门,(1) 电路结构,T1、 T3 两个PMOS管串联，,T2、 T4 两个NMOS管并联。,MOS管的工作状态：,导通、截止。,输入电平：,VIL=0V 、 VIH= VDD,MOS管的开启电压：,VGS(th)N = |VGS(th)P |,66,行业材料,第 2 章 门电路,2、 CMOS或非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,导通,截止,导通,截止,VDD,0,0,67,行业材料,第 2 章 门电路,2、 CMOS或非门,(1) 电路结构
35、,(2) 逻辑功能分析,0 0,导通,截止,导通,截止,VDD,0,VDD,0 VDD,导通,截止,截止,导通,0,68,行业材料,第 2 章 门电路,2、 CMOS或非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,导通,截止,导通,截止,VDD,VDD,0,0 VDD,导通,截止,截止,导通,0,VDD 0,截止,导通,导通,截止,0,69,行业材料,第 2 章 门电路,2、 CMOS或非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,导通,截止,导通,截止,VDD,VDD,VDD,0 VDD,导通,截止,截止,导通,0,VDD 0,截止,导通,导通,截止,0,VDD VDD,截止
36、,导通,截止,导通,0,70,行业材料,第 2 章 门电路,2、 CMOS或非门,(1) 电路结构,(2) 逻辑功能分析,0 0,导通,截止,导通,截止,VDD,0 VDD,导通,截止,截止,导通,0,VDD 0,截止,导通,导通,截止,0,VDD VDD,截止,导通,截止,导通,0,输入、输出高电平为,逻辑1 低电平为逻辑0,0101,0011,1000,逻辑表达式,71,行业材料,第 2 章 门电路,三、 漏极开路的门电路（OD门）,漏极开路输出的与非门,1、使用时，需外接电阻RL、电压源VDD2 (VDD2可以不等于VDD1)。,2、可实现电平转换、提高驱动能力。,3、可将几个OD门的输
37、出并联使用，实现线与 。,72,行业材料,CMOS传输门的电路结构和逻辑符号,第 2 章 门电路,四、CMOS传输门及双向模拟开关,其高电平为 VDD ，低电平为0；,输入电压 vI的变化范围为 0 VDD ；,T1为增强型NMOS管， T2为增强型PMOS管；,T1、 T2的源极接一起做输入端，输入电压为vI ；,T1、 T2的漏极接一起做输出端，输出电压为vO ；,输入端、输出端可互换使用；,输入信号可为数字信号，可为模拟信号。,T1、 T2的栅极做控制端，,1、CMOS传输门,73,行业材料,第 2 章 门电路,四、CMOS传输门及双向模拟开关,工作过程分析：,VDD,0,输入电压 vI
38、 = 0 VDD ，,T1、T2均截止，,输出端与输入端之间呈高阻态，,vI,传输门截止。,1、CMOS传输门,0 VDD,74,行业材料,第 2 章 门电路,四、CMOS传输门及双向模拟开关,工作过程分析：,输入电压 vI = 0 VDD ，,T1、T2均截止，,输出端与输入端之间呈高阻态，,vI,传输门截止。,1、CMOS传输门,0 vI VDD VGS(th)N , T1导通，,| VGS(th)p| vI VDD , T2导通，,输入电压vI 在 0VDD 范围，T1和T2至少有,一个导通。,所以 vO = vI 。,输出表达式,0,VDD,75,行业材料,第 2 章 门电路,2. 双向模拟开关,CMOS双向模拟开关的电路结构和逻辑符号,输出表达式,由CMOS传输门、反相器构成，是双向传输器件。,76,行业材料,