电工学教案-触发器与时序逻辑电路

(tpd1
tpd2 )
o
t 注意：此值愈小愈好
tpd1
tpd2
上升延迟时下间降延迟时间
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21.4.2
输入端
A B
使能 端
三态输出 “与非” 门电路 ＋UCC
R1
A
D
& R2
R4
B
T3 Y
TE1
T2
T4
Y
E
图形符R号3
R5
T5
输出端
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工作原理
截止
R1 D
R2
A B
T3
T1
T2
＋UCC
+5V +5V
7R520R2
R4
U
100
75T03
T2 T2
T4
RL
Y
Y
R3
R3
R5 3k
T5 T5
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OC门电路的符号
&
注意与 普通 与非门的区别
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OC门可以实现“线与”功能
UCC
RL
&
“线与”
Y1
&
Y2
输出端直接相连 Y
&
Y3
Y=Y1Y2Y3
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21.5 MOS 门电路 21.5.1 NMOS 门电路 1. NMOS “非” 门电路
在保证输出的高电平电压不低于额定值90％的条件下所 容许叠加在输入低电平上的最大噪声（或干扰）电压。
UO / V4
B
3A
2
U NL
1
UNL UOFF UIL
C
UI /V
1
2
3
UIL UOFF
是在保证条件下所容许 的最大输入低电平电压
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3.噪声容限电压
高电平噪声容限电压 UNH
在保证输出的低电平电压的条件下所容许叠加在输入高 电平（极性和输入信号相反）的最大噪声（干扰）电压
T1
T2
C
+5V
R4 100
T4
Y
T5
R3
R5
360 3k
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1.输入端不全为 “1”的情况
电位接近电源电压使 T3 ，T4导通
A B C
0.3V
R1 3k 1V
T1
该电压不足以 使T2、T5导通
R2 750
T3 T2
R4 100
T4
拉电流
负载
T5
R3
R5
360 3k
Y
截止
输出端电位 VY 5 0.7 0.7V 3.6V
矩形波 尖顶波
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实际矩形波的特征
0.9A
0.5A
0.1A
tp
A
tr
tf
脉冲幅度
脉冲上升沿 脉信号冲变下化降的沿最大值
脉冲宽度
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正脉冲
负脉冲
5V 0V
0V 5V
5V 0V
0V 5V
脉冲信号变化后的电 平值比初始电平值高
脉冲信号变化后的电 平值比初始电平值低
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21.1.3 脉冲信号的逻辑状态
A
1
Y
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21.3.2 二极管“与”门电路
+U +12V 输入端
uA uB uC uY
0 0 0 0.3
A
DA
0 0 3 0.3 Y 0 3 0 0.3
B
DB
0 3 3 0.3 3 0 0 0.3
DC
3
输出端
0
3 0.3
C
3 3 0 0.3
二极管
3333
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“与”逻辑状态表（真值表）
A
0
门电路
输出 信号
门电路的输入和输出信号都是用电位（或叫电平）高低表示
正逻辑 高电平用“1”表示 低电平用“0”表示
负逻辑 高电平用“0”表示 低电平用“1”表示
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1。“与”门（ “与”逻 辑）
A、B、C 都满足一定条件时，事件Y 才发生。
灯Y亮的条件：
A BC
E
Y
A “与”B “与”C 同时接 通
21.1 数字电路概述
21.1.1 电子电路中的信号
模拟信号
时间上连续变化的
数字信号（脉冲信号）
时间和幅度都是跳变的
处理此类信号的 电路
处理此类信号的 电路
模拟电路
特点：注重电路的输入、 输出大小、相位关系
数字电路
特点：注重电路的输入、输
出的逻辑关系
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21.1.2 脉冲信号的波形及参数 脉冲是一种跃变信号,并且持续时间短暂
A＝1、B＝1、C＝1
Y＝A•B•C
逻辑乘 逻辑与
Y＝1
A、B、C有一个为0
＝ Y 0 返回目录
与门的逻辑符号
A
&
B
Y
C
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2。“或”门（ “或”逻辑）
A、B、C 只要有一个满足条件时,事件Y 就发生.
灯Y亮的条件：
A
B
A “或”B “或”C只要有一个接 通
C
A＝1“或”B＝1“或”C
E
Y ＝1
分别为 3V,1V, 和 1V 时，试问晶体管
处于何种工作状态？
+UCC
RB
RC
UI
T
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解： I C(2 103 A 2mA
晶体管临界饱和时的基极电流
I 'B
I C(sat)
2 mA 25
0.08mA
80A
当当当UUII 31V1V时时，，
IIBBUUII RR晶BUB 体BBEE管可113靠010截01止01.07.03。73AA 2330011006A6 AI 'BI 'B
2. 输入端全为 “1”的情况
钳位在2.1V
3V A 3V B 3V C
全接高电 平 “3V”
R1 3k
约1V
T1
R2 750
T3 T2
R4 100
T4
都截止
负载门
Y
导通
T5 灌电流
R3
R5
输出端电位
360 3k VY 0.3V
两种实际的TTL” 与非“门芯片
14131211 10 9 8
14131211 10 9 8
T3
A、BA一、个B 接或低全电接平高时电，平时，
工作状态
管型
饱和
UBE(sat) / V UCE(sat) / V
放大
UBE / V
截止
UBE / V
开始截止 可靠截止
硅管(NPN) 0.7
0.3
0.6 ~ 0.7
0.5
0
锗管(PNP) 0.3
0.1 0.2 ~ 0.3 0.1
0.1
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例：如图所示电路中，Ucc 6V, RC 3k , RB 10 k , 25, 当输入电压 UI
A
Y
0
1
加负电源为了可靠截止
1
0
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基 “与”门电路
本 门 “或”门电路
电 路
“非”门电路
不同组合
组合电路
Y A•B•C
+12V
+12V +3V
R 与非门
与 门
A DA DB
B
RC RK
D
Y
DC C
RB
非门
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“与非”逻辑状态表（真值表）
A
B
C
Y
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
当 IOL> IOL(max)时，输入 不再是低电平。
当 IOH >IOH(max)时，输出 不再是高电平。
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前级输出为高电平时
＆ IOH IiH1 G1 ＆
G2
IiH2 ＆
前级输出 高电平
IiH3 G3 ＆
GN
IiHN ＆
输出高电平时，流出前 级的电流（拉电流）：
IOH IiH1 IiH2 IiHN
R4 T4
Y
E＝1
T5 决定于A、B
R3
R5
的状态，实
现 “与非”
逻辑关系
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工作原理
R1
1V D
A
B
T1
高电
平时
高阻 E ＝0
状态
E
＋UCC
R2
1V
T3 T2
截止
R3
R5
R4
截止
T4 Y
T5 输出端处于高
阻状态，相当 于开路状态
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用途：三态门主要作为TTL电路 与总线间的接口电路
总
线
160μ A 截止区
3
放大区 120μ A
2
Q1
80μ A
Q2
IB 40μ A
1
Q3
U CE(sat3)
6
9 12
UCE / V
三极管是数字电路中最基本的开关元件，通常不是
工作在饱和区就是工作在截止区。放大区只是出现在三极 由饱和变为截止、由截止变为饱和的过渡过程中。 返回目录
晶体管结电压的典型数据
UO / V4
B
3A
2
C
1
在上述保证条件下所容1 的最小输入高电平电压 UON
UNH UIH UON