第三章 逻辑门.ppt

1、第三章 逻辑门教学基本要求：1、 了解半导体器件的开关特性。2、 熟练掌握 基本逻辑门（与、或、与非、或非、异或门）、三态门、 OD门（ OC门）和传输门的逻辑功能及其应用。3、 学会门电路逻辑功能分析方法。4、 掌握 逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。(2) 加上足够高的加上足够高的 +VIH，且，且 VT, D-S间形成间形成 N型导电沟道，型导电沟道， MOS 管导通，管导通， RON106，相当，相当于开关断开于开关断开2. P沟道增强型沟道增强型 MOS管的开关状态管的开关状态(1) VIH=VDD时，时， VGS=0， S-D间不导通，间不导通， MOS管截止管截止(2) VI

2、L=0时，时， VGS= VDD，且，且 VDD|VT|， S-D间形成间形成 P型导电沟型导电沟道，道， MOS管导通管导通 S-D之间也构成一个受之间也构成一个受 G控制的开关控制的开关注意：开启电压为负值3. N沟道耗尽型和 P沟道耗尽型耗尽型 MOS管在 VGS=0时就已经有导电沟道存在夹断电压 Vp： N沟道为负值、 P沟道为正值。3.2 CMOS门电路3.2.1 CMOS反相器和传输门1. CMOS反相器(1) 电路结构(2) 开关等效电路设定： VDD=+5V， VIH=5V， VIL=0V，且 VDD|VTN|+|VTP| 当 VIH=VDD时， T2的 VGS=0， T2截止

3、； T1的 VGS=VDD， T1导通；故 VOL=0 。当 VIL=0时， T1的 VGS=0， T1截止； T2的 VGS= -VDD， T2导通；故 VOH=VDD 。无论输入是高电平还是低电平， T1和T2当中总有一个处于导通状态而另一个处于截止状态，因此称这种电路结构叫 互补电路结构。(3) 电压、电流传输特性注：为了降低反相器的功率损耗，应避免输入信号长时间停留在高、低电平之间。开关状态由加在 P和 N的控制信号决定； P与 N是一对 互补信号当 P=0V， N=VDD时，两个 MOS管均导通， A-B接通 。当 P=VDD， N=0V时，两个 MOS管均截止， A-B断开 。2.

4、 CMOS传输门 也叫双向开关工作时，要求 输入信号 在 0VDD之间变化3.2.2 CMOS与非门、或非门和异或门1. 与非门与非门Y = (AB)2. 或非门或非门Y = (A+B)3. 异或门异或门Y = AB=AB+AB4. 异或非门异或非门Y =AB+AB5. 与门、或门和同相缓冲器与门、或门和同相缓冲器由反相器、传输门、与非门、或非门可以组成其他逻辑功能的门电路和更复杂的逻辑电路。同相缓冲器不执行任何逻辑运算，用于集成电路芯片内部电路与引出端之间的隔离。6. 输入、输出端有反相器的或非门和与非门输入、输出端有反相器的或非门和与非门为了使不同逻辑功能器件的所有输入端和输出端具有 统一

5、的输入特性和输出特性 ，通常在集成电路芯片的每个输入和输出端内部都接有 标准参数 的反相器。3.2.3 三态输出和漏极开路输出的 CMOS门电路1. 三态输出的门电路逻辑符号：“三态 ”：指输出为高电平、低电平和高阻态。互补电路结构 的 CMOS门电路是禁止输出端直接相连的。低电平有效的三态非门控制端也叫使能端逻辑符号 名 称 输出表达式常用三态门的图形符号和输出逻辑 表达 式Y = 高阻 （ EN=0 时）A （ EN=1 时）Y = A （ EN= 0 时）高阻 （ EN= 1 时）Y = 高阻 （ EN= 0 时）AB （ EN=1 时）Y = 高阻 （ EN= 1 时）AB （ EN=

6、0 时）三态非门（ 1 控制有效）1EN ENA Y1EN ENA Y（将多个门电路的输出端相连完成 “与 ”的功能）实现逻辑电平的变换： 输出 高 电平等于外接电源值逻辑符号Y=Y1Y2=(AB)(CD)上拉电阻 RP的计算方法 将 n个 OD门接成 “线与 ”结构，并考虑存在负载电流 IL的情况下，电路如图所示：RP的取值范围为： RP(min)RPRP(max)注意： m表示负载门输入端个数注意： m表示负载门个数漏极开路输出的 CMOS门电路的用途： 接成总线结构只要任何时候 C1、 C2、 C3当中只有一个为 1，就可以在同一条总线上 分时 传送 A1 、 A2、 A3信号。小 结掌握 CMOS反相器、与非门、或非门、异或门的逻辑功能。作 业P102 3.3、 3.6掌握 CMOS传输门、三态门、 OD门的逻辑功能及其应用。