3.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）两种工数作电第状三章态逻辑。门电路
1 二极管逻辑门电路
1.1 二极管的开关特性 1.2 二极管与门 1.3 二极管或门 1.4 二极管门电路的优、缺点
数电第三章逻辑门电路
1.1 二极管的开关特性
1.二极管符号： ＋ iD uD
uo为低电平
uo为高电平
1.2 二极管与门
大于3V为高电平 逻辑1表示 小于0.7V为低电平 逻辑0表示
5V
D1
A
D2 0V B
+VCC(+5V) R 3kΩ
Y
思考：Y如何和A、B构成与逻辑 关系？
A
B
Y
0V
0V 0.7?V
5V
0V A
+ 5V
D
0.7V
1
3kΩ
Y
D2 0V B
数电第三章逻辑门电路
5V 5V 5V?
5V
D1
A
D2 5V B
数电第5三V章逻辑门电路
+ 5V 3kΩ
Y
5V A
0V B
A B
uA uB uY
D1 D2
0V 0V 0.7V 导通 导通
+VCC(+5V) R
0V 5V
0.7V
导通 截止
D1
3kΩ
5V 0V 0.7V 截止 导通
D2
Y 5V 5V 5V 截止 截止
大于3V为高电平 逻辑1表示
－
ui＝0V时，二极管截止，如 同开关断开，uo＝0V。
D +
RL uo + ui=0V － －
ui=0V 时 的 等 效 电 路
开关电路
ui＝5V时，二极管导通，如同0.7V 的电压源，uo＝5-0.7=4.3V。
D
+－
+
0.7V RL uo
+ ui=5V －
－
ui=5V 时 的 等 效 电 路
❖ 当ui为低电平时 D截止数电，第三章逻❖辑门当电u路i为高电平时 D导通，
2.3 TTL反相器、与非门、或非门
2.4 其他类型的TTL逻辑门 （三态门、集电极开路门）
2.5 TTL电路常识
2.6 小结
数电第三章逻辑门电路
2.1三极管的开关特性
1.三极管的结构 一侧它称有为两发种射类区型，:电N极PN称型为和发PN射另P极型一，。侧称为集电区和集电极，
在在用半半E导导或体体e表中中掺掺示入入（五三E价价m杂杂it质质te元元r）素素；，，如例用硼如C磷、或镓，c、可表形铟示等成（形NC型成o半Pll型e导c半t体o导r）体。
基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或 非门、与或非门和异或门等。
本章重点介绍逻辑运算的物理实现电路。
2.逻辑0和逻辑1：0和1在逻辑代数中代表的两种不同的状态。 在电子电路中用高、低电平来表示。
正逻辑：1表示高电平， 0表示低电平 负逻辑：0表示高电平， 1表示低电平
高/低电平都允许有一定的变化范围
β
e
②放大状态
+VCC
放大区条件：当ui大于0.7V 发射结处于导通状态，iC与iB成β放大关系例
＋
Rb
Rc bc
iB
＋＋
Ui>0.7V －
0.7V －
iB(ui 0.7)/Rb
e
－βiB
如图中iB=40μA，iC=2mA；iB=80μA，
iC=4mA； β=50
＋
uo
此时集电极和发射极之间可以看成一个受控 电流源大小等于 βiB
iB不同,输出特性 曲线不同。
①截止状态
+VCC
截止区条件：ui小于0.7V时； 发射结处于截止状态；
＋
Rb b c Rc
iB=0；iC=0。
＋
集电极和发射极相当于断开，
ui=UIL<0.7V
uo=+VCC uo=UCE=VCC
－
e
－
数电第三章逻辑门电路
+VCC Rc iC
Rb b ui iB
c uo
+VCC(+5V)
A
B
Y
R
5V
D1
3kΩ
0V 0V 0.7V
A
Y
5V
0V 0？.7V
D2 0V B
0V
5V 0？.7V
5V A
5V
B
+ 5V
3kΩ
D1
Y
D02 .7V
数电第三章逻辑门电路
5V
D1
A
D2 0V B
+VCC(+5V)
A
B
Y
R
3kΩ
0V 0V 0.7V
Y
5V
0V 0.7V
0V 5V 0.7V
正极
2.二极管的伏安特性：
iD D + uD － R
D
限流电阻
负极
※当电压ui>0.7V 二极管导通后，uD= 0.7V iD=（ui-0.7）/R
+ ui －
※当电压ui<0.7V 二极管截止，处于断开状态
开关电路
iD=0V
数电第三章逻辑门电路
3.二极管的开关电路的等效电路
D
+
+
ui
RL uo
－
e-中b间间的部P分N称结为称基为区发，射连结上(Jce电-)b极间称的为PN基结极称，为集电结(Jc) 用B或b表示（Base）；
NPN型和PNP型三极管
数电第三章逻辑门电路
2.以NPN三极管为例，说明三极管的的工作原理及特性曲线
+VCC Rc iC
Rb b ui iB
c uo
β
发射结可以
e 看成二极管
R
3kΩ
A
B
Y
A ≥1
0
0
0
Y
0
1
1
B
1
0
1
Y=A+B 数电第三章逻辑门电路
1
1
1
1.4 二极管门电路的缺点
❖ 电平有偏移，带负载能力差 因此，二极管门电路通常只用于集成电路内部电路
数电第三章逻辑门电路
2 TTL逻辑门电路
2.1 三极管的开关特性 2.2 三极管非门
由三极管和若干电阻 构成的逻辑门 Transistor-Transistor Logic
小于0.7V为低电平 逻辑0表示
AB
Y
根据真值表，可以
判断该电路为与门
00
0
&
Y
01
0
10
0
Y=AB
数电第三章逻辑门1电路 1
1
1.3 二极管或门
A B D1 D2 Y
5V A
D1 0V B
D2
0V 0V 截止 截止 0V
0V 5V 截止 导通 4.3V
5V 0V 导通 截止 4.3V
Y
5V 5V 导通 导通 4.3V
第三章 逻辑门电路
0 概述 1 二极管逻辑门电路 2 TTL逻辑门电路 3 CMOS逻辑门电路
数电第三章逻辑门电路
教学基本要求
1、了解半导体器件的开关特性。 2、掌握基本逻辑门、三态门、集电极开路门的逻 辑功能。 3、掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。
数电第三章逻辑门电路
0 概述
1.逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。
－ uo=UCE=VCC- iCRC=Vcc-βiBRC
数电第三章逻辑门电路
+VCC Rc iC
Rb b ui iB
c uo
β
e
③饱和状态
+VCC
＋
Rb b c Rc ＋＋
＋
iB
Ui>0.7V －
0.7V －
iB(ui 0.7)/Rb
e
uo=0.3V
－0.3V
－
饱和区条件：ui大于0.7V 发射结导通
此时集电极和发射极可以看成短路 ic=Ics=(VCC-UCES)/RC uo=UCES=0.2-0.3V