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邏輯門電路
閱讀�17655時間�2011-05-03 13:59:48

  邏輯門電路是指用來實現(xiàn)基本邏輯�(guān)系的電子電路,是�(shù)字電�中最基本的邏輯元�。所謂門就是一�開關(guān),它能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過。門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯�(guān)�(因果�(guān)�),所以門電路又稱為邏輯門電路。基本邏輯關(guān)系為“與�、“或”、“非”三��

概述

  邏輯門電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯元�。所謂門就是一種開�(guān),它能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過。門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯�(guān)�(因果�(guān)�),所以門電路又稱為邏輯門電路?;具壿嬯P(guān)系為“與”、“或�、“非”三種,最基本的邏輯門是與門、或門、和非門�

  邏輯門可以用電�、電容、二極管、三極管等分立原件構(gòu)�,成為分立元件門。也可以將門電路的所有器件及連接導線制作在同一塊半導體基片上,�(gòu)成集成邏輯門電路�

  簡單的邏輯門可由晶體管組�。這些晶體管的組合可以使代表兩種信號的高低電平在通過它們之后產(chǎn)生高電平或者低電平的信��

  �、低電平可以分別代表邏輯上的“真”與“假”或二進制當中�1�0,從而實�(xiàn)邏輯運算。常見的邏輯門包括“與”門,“或”門,“非”門,“異或”門(也稱:互斥或)等等�

  邏輯門可以組合使用實現(xiàn)更為復雜的邏輯運��

分類

  邏輯門電路按其�(nèi)部有源器件的不同可以分為三大�。類為雙極型晶體管邏輯門電路,包括TTL、ECL電路和I2L電路等幾種類�;第二類為單極型MOS邏輯門電路,包括NMOS、PMOS、LDMOS、VDMOS、VVMOS、IGT等幾種類�;第三類則是二者的組合BICMOS門電路。常用的是CMOS邏輯門電路�

使用注意

  1、電源要�

  電源電壓有兩個電壓:額定電源電壓和極限電源電壓,額定電源電壓指正常工作時電源電壓的允許大?。篢TL電路�5V±5%(54系列5V±10%);CMOS電路�3�15V(4000B系列3�18V)。極限工作電源電壓指超過該電源電壓器件將損壞�

  2、輸入電壓要�

  輸入高電平電壓應(yīng)大于VIHmin而小于電源電�;輸入低電平電壓�(yīng)大于0V而小于VILmax。輸入電壓小�0V或大于電源電壓將有可能損壞邏輯電路�

  3、輸出負載要�

  除OC門和三�(tài)門外普通門電路輸出不能并接,否則可能燒壞器件;門電路的輸出帶同類門的個數(shù)不得超過扇出系數(shù),否則可能造成狀�(tài)不穩(wěn)�;在速度高時帶負載數(shù)盡可能少;門電路輸出接普通負載時,其輸出電流就小于IOLmax和IOHmax�

  4、工作及運輸�(huán)�

  溫度、濕度、靜電會影響器件的正常工��74系列TTL可工作在0�70℃�54系列�-40�125℃,這就是通常的軍品工作溫度和民品工作溫度的區(qū)�;在工作時應(yīng)注意靜電對器件的影響,一般通過下面方法克服其影響:在運輸時采用防靜電包�;使用時保證�(shè)備接地良�;測試器件是�(yīng)先開機再加信�、關(guān)機時先斷開信號后�(guān)電源�

常用種類及其特點

  1、CMOS邏輯門電路功耗極低,成本�,電源電壓范圍寬,邏輯度高,抗干擾能力強,輸入阻抗高,扇出能力強。邏輯門電路按其集成度又可分為:SSI(小規(guī)模集成電路,每片組件包含10�20個等效門)。MAI(中規(guī)模集成電路,每個組件包�20�100個等效門)。LAI(大規(guī)模集成電�,每組件�(nèi)�100�1000個等效門)。VLSI(超大�(guī)模集成電�,每片組件內(nèi)�1000個以上等效門)。常用的MOS門電路有NMOS,PMOS,CMOS,LDMOS,VDMOS�5種。用N溝通增強型場效�(yīng)管構(gòu)成的邏輯電路稱為NMOS電路;用P溝通場效應(yīng)管構(gòu)成的邏輯電路稱為PMOS電路;CMOS電路則是NMOS和PMOS的互補型電路,用橫向雙擴散MOS管構(gòu)成的邏輯電路稱為LDMOS電路;用垂直雙擴散MOS管構(gòu)成二邏輯電路稱為VDMOS電路�

  2、TTL(Transistor-Transistor Logic�,即BJT-BJT邏輯門電路,是�(shù)字電子技�(shù)中常用的一種邏輯門電路,應(yīng)用較早,技�(shù)已比較成�。TTL主要有BJT(Bipolar Junction Transistor 即雙極結(jié)型晶體管,晶體三極管)和電阻�(gòu)成,具有速度快的特點。最早的TTL門電路�74系列,后來出�(xiàn)�74H系列�74L系列�74LS,74AS,74ALS等系列。但是由于TTL功耗大等缺�,正逐漸被CMOS電路取代� TTL門電路�74(商用)�54(軍用)兩個系�,每個系列又有若干個子系列。TTL電平信號被利用的最多是因為通常�(shù)�(jù)表示采用二進制�(guī)定,+5V等價于邏輯�1��0V等價于邏輯�0”,這被稱做TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號系統(tǒng),這是計算機處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標準技�(shù)�

  TTL電平信號對于計算機處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的�(shù)�(jù)傳輸是很理想�,首先計算機處理器控制的�(shè)備內(nèi)部的�(shù)�(jù)傳輸對于電源的要求不高以及熱損耗也較低,另外TTL電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路�(qū)動器以及接收器電路;再�,計算機處理器控制的�(shè)備內(nèi)部的�(shù)�(jù)傳輸是在高速下進行的,而TTL接口的操作恰能滿足這個要�。TTL型通信大多�(shù)情況下,是采用并行數(shù)�(jù)傳輸方式,而并行數(shù)�(jù)傳輸對于超過10英尺的距離就不適合了。這是由于可靠性和成本兩面的原因。因為在并行接口中存在著偏相和不對稱的問�,這些問題對可靠性均有影響�

  3、ECL(Emitter Coupled Logic)即發(fā)射極耦合邏輯電路,也稱電流開�(guān)型邏輯電�。它是利用運放原理通過晶體管射極耦合實現(xiàn)的門電路。在所有數(shù)字電路中,它工作速度,其平均延遲時間tpd可小�1ns。ECL電路是由一個差分對管和一對射隨器組成�,所以輸入阻抗大,輸出阻抗小,驅(qū)動能力強,信號檢測能力高,差分輸出,抗共模干擾能力強。但是由于單元門的開�(guān)管對是輪流導通的,對整個電路來講沒有“截止”狀�(tài),所以電路的功耗較大�

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