＋
ui=UIL<0.5V
uo=+VCC
－
e
－
饱和状态
+VCC
＋
Rb b c Rc ＋＋
＋
ui=UIHiB≥I0B.7SV －
－ e
uo=0.3V －0.3V －
3.场效应管的开关特性
+VDD RD
D uo G
ui
S
iD(mA)
iD(mA)
uGS=10V 8V 6V 4V 2V
工作原理电路
0 UT uGS(V) 0
uDS(V)
转移特性曲线 输出特性曲线
截止状态 G
ui<UT
+VDD RD
D uo=+VDD
S
导通状态 RD
G
ui>UT
+VDD
D uo≈0
S
知识积累
1. 逻辑门电路的类型
1） 分立逻辑门电路
逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的 电子电路。简称门电路。
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。
TTL与非门的逻辑功能
第一段：
AA:: 11 00 00 BB:: 00 11 00
B1 0
A A: 1 0 0 C1
B B: 0 1 VT01 0
1 × VT2
VT4
√ √ VD3
Z
1 VT5 ×
第二段：
A: A1 : 10 0 B: B0: 11 0
0 VT4
VT4
×
A B
AB1 A:C11 B B: 0
B1 1
模块一 数字电路基本知识
❖课题二 逻辑门电路的应用 ❖任务 声音响度显示电路的设计
任务目标
1．了解逻辑门电路的类型 2．了解集成逻辑门的结构特点。 3. 熟练掌握常用门电路的基本原理及 使用方法。 4．设计声音响度显示电路，使其在家 庭音响系统中作音响指示器。
知识复习
1. 二极管的开关特性 二极管符号： 正极
相异输出1
Ｙ＝ＡＢ＋ＡＢ
2 ） 集成逻辑门电路
型号 CT54/74---CT54/74H---CT54/74S----
CT54/74LS----
名称
标准TTL逻辑电路
高速TTL逻辑电路
肖特基TTL逻辑电 路
低功耗肖特基TTL 逻辑电路
CT54/74ALS---CT54/74AS---CT54/74F----
＋ uD －
负极
Ui<0.5V时，二 极管截止，iD=0。 IF
iD(mA)
UBR
uD(V)
0
0.5 0.7
Ui>0.5V
伏安特性 时，二极
管导通。
D
+
+
ui
RL uo
－
－
开关电路
D
+
ui=0V －
+ RL uuoo
－
ui=0V 时的等效电路
D
+ +－
+
ui=3V 0.7V RL uoo
－
－
ui=3V 时的等效电路
先进的低功耗肖特 基TTL逻辑电路
先进的肖特基TTL 逻辑电路
快速TTL逻辑电路
型号
名称
CC4--CC14---
标准CMOS逻辑电 路
CC54/74HC---- 高速CMOS逻辑电 路
CC54/74HCT---- 与TTL逻辑电平兼容 的高速CMOS逻辑 电路
CC54/74AC---- 先进的CMOS逻辑 电路
ui＝0V时，二极管截
止，如同开关断开，
uo＝0V。
ui ＝ 3V 时 ， 二 极 管 导 通 ， 如 同 0.7V 的 电 压 源 ， uo
＝2.3V。
二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。
2. 三极管的开关特性
NPN 型三极管截止、放大、饱和 3 种工作状态的特点
工作状态
条
件
偏置情况 工
逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。
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。
（1）二极管与门
3V A
0V B
uA uB
0V 0V 0V 3V 3V 0V 3V 3V
+VCC(+5V)
A
R
D1
3kΩ
0
Y
0
D2
1
1
uY
D1 D2
0.7V 导通 导通
0.7V 导通 截止 A
1
②uA＝5V时，三极管导通。基极电流为：
iB
5 0.7 4.3
mA
1mA
1 0
YA
R0 -12V
UCC(5V)
A
UDD(5V)
A
5v
RC
0
5V
L0
Rd
OO L LL
tt
A
VT
A
OO
t
(a)非门
(b)非门
(c)时序图
（4） 常见逻辑门电路 １．与非门
２．或非门
全1输出0
全0输出1
３．异或门
0.7V 截止 导通 B
3.7V 导通 导通
B
Y
0
0
1
0
0
0
1
1
Y=AB
&
Y
t
3v 0
A
VDA
3v B VDB 0
（a）与门
A
+12V
OA 0 0 1 1
R0
BO 0 0 1 1
t
t
B
L
OO
0
0
10
10
1
1
tt
L
0 00 1
O
O
t
（b）时序图 t
（2）二极管或门
3V A
D1 0V B
D2
uA uB
集电极电流 作 特 ce 间电压 点
ce 间等效电阻
截止
iB＝0
发射结反偏 集电结反偏
iC＝0
uCE＝VCC
很大， 相当开关断开
放大
0＜iB＜IBS
发射结正偏 集电结反偏
iC＝βiB uCE＝VCC－iCRc
可变
饱和
iB＞IBS
发射结正偏 集电结正偏
iC＝ICS uCE＝UCES＝
0.3V 很小， 相当开关闭合
（b）时序 图
（3）三极管非门
+5V
1kΩ
4.3kΩ
Y
A
β=40 A
1
三极管临界饱和时 的基极电流为：
5 0.3 IBS 30 1 0.16mA
Y
iB＞IBS，三极管工作
在饱和状态。输出电
压uY＝UCES＝0.3V。
电路图
逻辑符号
A
Y
①uA＝0V时，三极管截止，iB＝0，iC＝0， 0
输出电压uY＝VCC＝5V
+VCC Rc iC
Rb b
c uo
ui
iB
e
iB(μA)
iC (mA) 直流负载线
80μA
VCC Q2 Rc
饱 和 区
放
Q
大
60μA 40μA 20μA
区
Q1 iB=0
0 0.5 uBE(V)
0 UCES
VCC uCE(V)
工作原理电路
输入特性曲线
输出特性曲线 截止区
截止状态
+VCC
＋
Rb b c Rc
2. 常用集成逻辑门电路
1） TTL集成逻辑门
（1） TTL反相器 1.工作原理
2. TTL反相器的传输特性
TTL反相器的电压传输特性是指其输出电压uO 与输入电压uI的关系特性。
（2） TTL与非门
1.工作原理
❖ (a)1/4 7400内电路 （与非门）
UCC
R1
A
C
B
❖ (b) VT１的等效电路
0V 0V 0V 3V 3V 0V 3V 3V
uY
0V 2.7V 2.7V 2.7V
A
0
Y
0
R
1
3kΩ
1
D1 D2 截止 截止 截止 导通 A 导通 截止 B 导通 导通
BY
0
0
1
1
0
1
1
1
Y=A+B
≥1
Y
3v
AA
0A
3v
VDA
0B
OO
L BB
tt
VDB
R0
OO LL
tt
-12V
OO tt
（a）或门