• 导通时存在正向导通电压 • 存在开关时间： 一般为几十到几百纳秒
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+Vcc 2.二极管逻辑电路 uIA uIB DA DB R uIA uIA 低 低 0 高 0 高 1
输入 输入 uIB uIB 低 高 0 低 1 高 0
uO
(a)二极管与门
输出 输出 uO uO 低 低 0 低 0 高 0

开关时间( ton + toff )：

开关时间越短，开关速度也就越高
（2）如何提高开关速度 制造开关时间较小的管子 设计合理的外电路
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2.晶体管逻辑电路
(1) 反相器（非门） +V (+5V) CC
RC 330
A
+
RB1
6.8k RB2 22k
电路。
1948年，肖克利等发明了晶体管， 1960年集成电路出现，成千 其性能在体积、重量方面明显优 上万个器件集成在一块芯片， 大大促进了电子学的发展， Chip SOC－System ON 于电子管，但器件较多时由分立 SOPC－ System 尤其促进数字电路和微型计ON a 元件组成的分立电路体积大、焊 programmable Chip 算机的飞速发展。 点多、电路的可靠性差。 CPU
常见集成门电路封装
双列直插封装集成组件 Double
14 13 12 11 10 9 8
槽口
In-line Package——DIP ：
管脚编号
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1 2 3 4 5 6 7
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集成与非门—74LS00
74LS00是在一个封装内有四个相同的与非门。其外形 如图所示。
(5) 场效应管制造工艺简单，有利于大规模集成。
由场效应管构成的电路简单，同样功能的电路使用的管子少， 且每个MOS场效应管在硅片上所占的面积比双极性小。
(6) 由于MOS管的输入电阻高，由外界感应产生的电荷不 易泄露，而栅极上的绝缘层又很薄，这将在栅极上产生很 高的电场强度，以致引起绝缘层的击穿而损坏管子。
绝大多数 左上角Vcc
引线排列从左下角 开始,逆时针计算
14 8
Connection Diagram V
CC
&
& &
GND
缺口标记
&
绝大多数 右下角GND
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1
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7
原理图
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要点强调
集成芯片就象确定了输入和输出的“黑盒子”，
发射极E(e)
E(e)
发射结 Je
集电结 Jc
集电极C(c)
发射区
基区
集电区
N
C
N
P
基极 B(b)
N
C(c)
T B (b)
B
P N
NPN型三极 管符号
E
E(e)
2.1.2 三极管的开关特性
1. 开关特性
iC
RC 1k
+
V2 2V V1 1V
S
+
RB 10k
Vcc
5V
uI
–
uO
–
三极管开关电路图
g
b
s
2.1.3 场效应管的开关特性
1.MOS场效应管(MOSFET)的开关特性
栅源电压 开启电压
g＝0
d
I
uGS < UT
截止状态 I=0
MOSFET关断状态
物理上，I=0等效 于两个端点之间 d 没连接
s d
g
b
uGS > UT
g＝1
s
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有电流I流动
MOSFET导通状态
I s
MOSFET的开关模型
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uIB
uO
(a)二极管与门
2.2.2 TTL与非门的外特性及参数
• TTL与非门的四种外部特性：
反映输出电压uO随输入电压uI 1.电压传输特性 变化的规律
2.输入特性 3.输出特性
反映了门电路的输入电流iI 随输入电压uI变化的规律 输出电压uO随输出负载电流iL 变化的规律
DS DD
导通
UGS>UT UGD>UT UGS<UT UGD<UT
截止
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2.2 TTL集成逻辑门概述 Transistor－Transistor Logic
2.2.1 TTL与非门的结构及工作原理
2.2.2 TTL与非门的外特性及参数 2.2.3 其它TTL集成门
• 最好的教师是自己：遇到问题先找自己，特别是工程应用课程！
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同时遇到问题要调整心态！不是你背运，而是锻炼机会！ 西安交通大学电气学院电子学
集成TTL门
数字电路基本单元 门、触发器（IC）
半导体开关器件 门IC的使用非常简单，依据电路原理图连接输入线路及输入输出即可。 但如何使用好IC？是否有其他困惑？比如： 输入输出信号的高低电平到底是多大？ 下一级的门是前一级门的负载，一个门到底可以代几个同类型的门？ 多余输入端该如何处理？等等 要用好就要剖析IC内部。
2 集成逻辑门电路
2.1 二、三极管开关特性 2.2 TTL集成逻辑门
2.3 CMOS集成门电路
2.4 逻辑门电路使用中的几个实际问题
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2.1 二、三极管开关特性
2.1.1 二极管的开关特性
2.1.2 三极管的开关特性 2.1.3 场效应管的开关特性
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2.2.1 TTL与非门的结构及工作原理
1. TTL与非门的内部结构
+VCC(+5V)
R1 4k A T1
R2 1k
R4 100
T4
T2 T3 输入级 R3 1k 中间级 D F
B
F AB
输出级
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(+5V) VCC
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如何修炼基本功？处理器课程
• 会找资料:充分利用网络资源（无所不有），提高查找资料能力 • 会看：教材或 data sheets.（*.pdf文件)。一般了解和详细使用
• 软件开发环境：熟悉一些软件Muxplus2、Protel等
• 会动手：自己动手才有收获，才能积累软硬件设计技能 • 会借力：高手指点，是捷径；团队合作；会总结
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用稳压管限制 g、s 间的电压
d b
D1 D2ຫໍສະໝຸດ RuIgs
过压保护
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2.MOS管开关电路
+VDD (+5V)
RD 3.3k
+ + uI –
当输入电压u1为低电平时， 则uI<UT，MOSFET截止， 输出电压uO=VDD，为高电 平。 输入电压uI为高电平时， uI>UT，MOSFET导通， 输出为低电平。
电子器件的发展 推动了电子技术发展
电 子 管 分 晶 立 体 元 管 件 （
集成电路就是在硅(Si)晶 集 SSI（100元件以下） 片上，制造出晶体管、 成 MSI（〈103） 二极管、电阻、电容等 电 LSI（〈104） 元件，並將各元件做必 4以上） 路 VLSI （10 要的連接，形成一电子
脉冲信号加到门电路的输入 4.动态响应特性 端,门电路输出对输入脉冲的响应
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1.电压传输特性：
uO / V
UOH I Q1 II Q Uoff = U’IL
Uon= U’IH II I
Q2 UOL
O
U’IL UTH U’IH
uI / V
与非门的电压传输特性
uO
– 电阻负载反相器电路
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三极管工作于开关状态的条件和特点 （以NPN硅管为例）
工作状态 电压、电流条件
UBE＝0.7V， UCES=0.3V IB ≈ 0 IC ≈ 0
特点
开关时间
开通时间 ton＝td+tr。 关断时间 toff = ts+tf。
饱和
2.2.4 使用TTL门的几个实际问题
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• 基本概念：
集成电路（Integrated Circuit，简称IC）： 把电路中的 半导体器件、电阻、电容及导 线制作在一块半导体基片（芯片）上，并封 装在一个壳体内所构成的完整电路。 数字集成电路：用来处理数字信号的集成 电路。
其核心可能是非常复杂的电路。对熟练IC的使 用者而言，只要掌握查阅器件资料的方法,了解 其逻辑功能并正确使用即可 。 在原理图中几乎所有IC的电源与地端都没有 出现，但在连线时，电源与地是必不可少的 。 集成逻辑门是最基本的数字集成电路，是组 成数字逻辑的基础，学好它，对于掌握数字电子 技术极为重要。必须了解内部电路特点、外部特 性及技术参数 。
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2.1.1 二极管的开关特性
1.二极管的开关特性
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