邏輯門電路恢復ppt課件-資料下載頁

　　

【正文】 器還可以組合成各種復雜的邏輯電路，如異或門、數據選擇器、寄存器、觸發器等。 四、 三態輸出的 CMOS門電路 （ 2107） CMOS電路的正確使用 一、輸入電路的靜電防護 為防止由靜電電壓造成的損壞，應注意以下幾點： 1）在儲存和運輸 CMOS器件時不要使用易產生靜電高壓的化工才料和化纖織物包裝，最好采用金屬屏蔽層包裝材料。 2）組裝、調試時，應使電烙鐵和其他工具、儀表、工作臺臺面等良好接地；操作人員的服裝和手套等應選用無靜電的原料制作。 3）不用的輸入端不應懸空。 二、輸入電路的過流保護 由于輸入保護電路的鉗位二極管電流容量有限，一般為1mA，所以在可能出現較大電流的場合必須采取以下保護措施： （ 2108） 1）輸入接低內阻信號源時 ，應在輸入端與信號源之間串進保護電阻，保證輸入保護電路中的二極管導通時電流不超過1mA。 2）輸入端接大電容時 ，亦應在輸入端與電容之間接入保護電阻，如圖 。 圖 輸入端接大電容時的防護 當電源電壓突然降低或關掉時，電容 C上積存的電荷將通過保護二極管 D1放電，形成較大的瞬時電流。串進電阻RP后，可以限制這個電流不超過1mA。 （ 2109） 3）輸入端接長線時 ，應在門電路的輸入端接入保護電阻RP，如圖 。 圖 輸入端接長線時的防護 因為長線不可避免地伴生有分布電容和電感，所以當輸入信號發生突變時，只要門電路的輸入阻抗與長線的阻抗不匹配，就必然會在 CMOS電路的輸入端產生附加振蕩脈沖，因此，需串入 RP限流。根據經驗， RP阻值可按RP=VDD/1mA計算。線長度大于 10m以后，每增加 10米，阻值增加 1K?。 （ 2110） *三、 CMOS電路鎖定效應的防護 鎖定效應（ LachUp），或稱為可控硅效應（ Silicon Controlled Rectifer）是 CMOS電路的一個特有問題。發生鎖定以后往往會造成器件的永久失效。 圖 CMOS反相器中的雙極型寄生三極管效應 （ 2111） 為防止發生鎖定效應，在 CMOS電路工作時始終應保證 Vi、 Vo、 VDD的數值符合如下規定： VDD＜ VDD（ BR） ， VDD端的擊穿電壓 此外，還可以采取以下防護措施： 1）輸入端和輸出端設置鉗位電路； 2）在 CMOS電路的電源輸入端加去耦電路； 3）當系統由幾個電源供電時，各電源的開、關順序必須合理。啟動時，應先接通 CMOS電路的供電，然后再接通輸入信號和負載電路電源；關機時，應先關掉信號和負載電源，再切斷 CMOS電路電源。 ? F DD O F V V v V ＜ ＜ F DD I F V V v V ? ＜ ＜ （ 2112） CMOS 數字集成電路的各種系列 CMOS 集成電路產品有： 4000系列、 HC/HCT系列、AHC/AHCT系列、 VHC/VHCT系列、 ALVC系列等。 4000系列 是較早投入市場的，雖然工作電壓范圍可達3~18V，但傳輸延時時間較長（ 100nS），且帶負載能力較弱（ 5V電源時，最大負載電流 ）。目前已基本被 HC/HCT系列所取代。 HC/HCT是高速系列 （ HighSpeed CMOS/HighSpeed CMOS， TTL Compatible）。傳輸延時 10ns、負載能力提高到 4mA。 HC和 HCT傳輸延時和帶負載能力基本相同，只是在工作電壓范圍和對輸入信號電平的要求不同。 HC系列可以在 2~6V間工作， HC系列不能與 TTL電路混合使用。 HCT系列工作在單一的 5V電源電壓下，可與 TTL混合使用。 （ 2113） AHC（ Advanced High Speed CMOS） /AHCT（ Advanced High Speed CMOS， TTL Compatible）是改進的高速 CMOS系列的簡稱。傳輸延時時間和帶負載能力較 HC/HCT均提高了一倍。（ VHC/VHCT跟其類似，只是另一公司的產品） LVC系列是 TI公司 20世紀 90年代推出的低電壓 CMOS系列。 工作電壓 ~，傳輸延時 ，帶負載能力3V時，最大負載電流可達 24mA。此外， LVC的輸入可以接受高達 5V的高電平信號，能很容易地將 5V電平的信號轉換為 ，而 LVC系列提供的總線驅動電路又能將 5V的輸出信號。 ALVC系列是 TI公司 1994年推出的改進的低壓 CMOS（ Advanced Low Voltage ）。 ALVC較 LVC進一步提高了速度和更加優越的總線驅動器件。 LVC和 ALVC是目前 CMOS電路中性能最好的兩個系列，可以滿足高性能數字系統設計的需要。 （ 2114） 參數名稱 74HC04 HCT04 AHC04 AHCT04 LVC04 ALVC04 VDD（ v） 2~6 ~ 2~ ~ ~ ~ VIH（ min） 2 2 2 2 VIL（ max） VOH（ min） 最大負 VOL（ max） IOH（ max） 4mA 4 8 8 24 24 IOL（ max） 4 4 8 8 24 24 IIH（ max） 5 5 IIL（ max） 181。A 5 5 Tpd（ ns） 9 14 2 CI（ max） 10 pF 10 10 10 5 Cpd功耗電容 20pF 20計算 12功耗 14時用 8的等效 表 各種 CMOS系列門電路性能的比較（ 74XX04為例） 表中給出的參數（除電源電壓以外）， 74HC/HCT和 74AHC/AHCT是VDD=， 74LVC04/ALVC04是 VDD=3V下的參數（ P106） （ 2115） 表 TI公司生產的不同系列反相器為例列出的各種CMOS系列門電路主要參數的比較。器件名稱 54/74HC04中，“ 54/74‖是 TI公司產品標志，“ HC‖是不同系列的名稱，后面的“ 04‖表示器件具體的邏輯功能，如表中指 6反相器。只要器件名稱中最后的數碼相同，它們的邏輯功能就是一樣的?！?54‖和“ 74‖和 TTL中的意思一樣，其主要區別就是允許的環境工作溫度不同。（ 54——55~+123℃ ； 74——40~+85 ℃ ） （ 2116） * TTL電路與 CMOS電路的接口 無論是 TTL驅動 CMOS還是 CMOS驅動 TTL，驅動門都必須能為負載門提供合乎標準的高、低電平和足夠的驅動電流，也就是必須同時滿足下列各式： 驅動門 負載門 (m ax )(m ax )(m ax )(m ax )(m ax )(m ax )(m i n )(m i n )ILOLIHOHILOLIHOHImInIIVVVV????式中 n和 m分別為負載電流中 IIH和 IIL的個數。 HCT LS S 74 HC vO 74HC/HCT AHC/AHCT 74S/AS AHC/AHCT 74 vI VOH（ min） 74S/AS LS/ALS AHC/AHCT 74 HC/HCT VOL（ max） HC HCT LS S 74 VIL（ max） VIH（ min） 圖 CMOS與 TTL系列門的輸入、輸出電平 （ 2117） 一、用 TTL電路驅動 CMOS電路 用 TTL電路驅動 74HC和 AHC系列 CMOS電路 1）電流驅動 所有 TTL電路的高電平最大輸出電流都在，低電平最大輸出電流都在 8mA以上，而 74HC和AHC系列 CMOS電路的高、低電平輸入電流都在 1181。A 以下。因此，用任何一種系列的 TTL電路驅動 74HC和 74AHC系列CMOS電路，都能在 n、 m大于 1的情況下滿足電流驅動的要求，并可由式 n和 m的最大值。 2）電壓匹配 由圖 ，所有 TTL系列的 VOL（ max）均低于 74HC和 74AHC系列的 VOL（ max） =，所以也滿足式。然而所有 TTL系列的高電平輸出的最小值 VOH（ min）都低于 74HC和 74AHC系列的高電平輸入最小值，達不到 要求。為此，必須設法將 TTL電路輸出高電平提高到 。 （ 2118） 圖 用接入上拉電阻提高 TTL電路輸出的高電平 當 TTL電路輸出高電平時，輸出級的驅動管處于截止狀態，故有 VOH=VDDRU（ IOHnIIH ） 當 CMOS電路的電源電壓較高時， TTL電路應采用OC門電路，外接上拉電阻的計算也應按 OC門的上拉電阻的計算方法計算。 用 TTL電路驅動 74HCT和 74AHCT系列 CMOS門 （ 2119） 二、用 CMOS電路驅動 TTL電路 電流驅動 由表 （ P106）可知， 74HC/74HCT系列的 IOH（ max） 和 IOL（ max） 的大小均為 4mA，74AHC/74AHCT系列的 IOH（ max） 和 IOL（ max） 的大小均為8mA。而由表 （ P138）可知，所有 TTL電路的 IIH（ max）和 IIL（ max） 的大小均在 2mA以下，所以無論用 74HC/74HCT系列還是 74AHC/74AHCT系列 CMOS電路驅動任何系列TTL電路，都能在一定數目的 n、 m范圍內滿足式 。 電壓匹配 從圖 （ P146）上可看到，用74HC/74HCT系列或 74AHC/74AHCT系列 CMOS電路驅動任何系列 TTL電路，都能滿足式 。 因此，無論用 74HC/74HCT系列還是 74AHC/74AHCT系列 CMOS電路，都可以直接驅動任何系列 TTL電路。 驅動負載門的個數可由式 。 （ 2120） 在找不到合適的驅動門足以滿足大負載電流的情況下，可以使用分立元件的電流放大器實現電流擴展。 圖 通過電流放大器驅動 TTL電路 （ 2121） 習題 、 、 *、 ； 、 、 、 、 THE END （ 2122） 附 : 門電路的常見邏輯符號 與門 或門 非門 F=A?B F=A+B AF ?amp。 A B F A B F A B F A B F ? A B F A B F ? A 1 F A F A F A F （ 2123） 與非門 或非門 OC門 (兩輸入與非 ) BAF ??BAF ??amp。 A B F A B F A B F ? A B F A B F ? A B F 國標 A B F ? A B F A B F （ 2124） A B Eamp。 A B Eamp。 A B E國家標準 三態門 (兩輸入與非 ) 與或非門 CDAB ? + A B C D F A B C D F amp。 ? amp。 （ 2125）