逻辑门电路的应用

逻辑门电路的应用

项目2 逻辑门电路的应用课型理论教学

导学目标熟悉二、三极管的开关特性，掌握三极管导通、截止条件；

了解分立元件与门、或门、非门及与非门、或非门的工作原理和逻辑功能。

了解TTL逻辑门电路的内部结构和原理，掌握其外部特性

熟悉OC门和TTL三态门的工作原理及有关的逻辑概念；

了解国际上通用标准型号和我国现行国家标准。

重点二、三极管的开关特性和开关等效电路；

TTL逻辑门电路的外特性

OC门和TTL三态门的应用。

难点分立元件门电路的工作原理。

TTL逻辑门电路的工作原理，外部特性

教学方法多媒体教学、项目引入、引导式教学。

导学过程设计

教师活动学生活动时

间

复习：最小项的概念、性质、卡诺图的表示、化简方法和步骤

本章内容概述

2. 1 逻辑门电路

基本门电路:与门、或门、非门（又称反相器）

补充：二、三极管的开关特性二极管静态开关特性及开关等效电路听讲、思考、

笔记、答

问

5′

二极管动态开关特性

三极管静态开关特性及开关等效电路

三极管动态开关特性

2.1.1 非门

定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图

2.1.2 与门

定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图

2.1.3 或门

定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图

2.1.4 其他常见门电路

1.与非门

定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图

2.或非门

定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图

3.异或门

定义、电路结构和工作原理、25′

35′

45′

10

逻辑符号、波形图

4.同或门

定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图

2. 2 不同系列门电路

2.2.1 TTL系列门电路

1.典型TTL逻辑门电路——与非门

电路结构、工作原理、工作速度、拉电流和灌电流、悬空端的处理

外特性及主要参数：

电压传输特性

抗干扰能力

输入特性

扇入系数和扇出系数

平均传输延迟时间

2.TTL系列数字电路的主要参数指标

（1）高电平输出电压VOH：2.7 ～ 3.4V

（2）高电平输出电流I0H：′25′

35′

45′

15′

（3）低电平输出电压VOL：0.2 ～0.5V

（4）低电平输出电流IOL

（5）高电平输入电压VIH：一

般为2V

（6）高电平输入电流IIH

（7）低电平输入电压VIL：一般为0.8V

（8）低电平输入电流IIL

（9）输出短路电流IOS

（10）电源电流

（11）传输延迟时间tPLH和tPHL

（12）时钟脉冲fmax

IOH和IOL反映芯片带载能力IIH和IIL反映其对前级集成电路的影响

2.3其他常用TTL门电路

1.集电极开路门（OC门）

TTL门输出端并联

OC门的结构

OC门实现“线与”逻辑30′

45′

负载电阻RL的选择

OC门应用--电平转换器

2.三态逻辑门（TSL）

三态门工作原理

使能端的控制方式、逻辑符号三态门的应用

习题；见同步课件

项目2 逻辑门电路的应用课型理论教学

导学目标了解CMOS集成逻辑门电路的结构及原理；

掌握CMOS逻辑门电路的特点；

熟悉TTL门电路和CMOS门电路的接口和应用；

了解集成逻辑门电路的应用。

重点CMOS集成逻辑门电路的结构及原理。

集成逻辑门电路的应用

难点CMOS集成逻辑门电路的原理

学方法多媒体教学、项目引入、引导式教学。

导学过程设计

教师活动学生活动时

间

复习（提问）：简单逻辑门电路的逻辑口诀；TTL门电路的主要参数；OC门、三态门的特点及应用

2-3 MOS集成逻辑门

概述

CMOS反相器的电路结构、工作原理、特点

CMOS模拟开关的电路结构、工作原理

CMOS传输门（TG）的电路结构、工作原理、特点听讲、思考、

笔记、答

问

5′

20

集成逻辑门电路及应用与门非门与非门

集成逻辑门电路及应用(与门,非门,与非门) 集成逻辑门电路的种类繁多，有反相器、与门和与非门、或门和或非门、异或门等，以下简单介绍几种常用的门电路及应 用电路。 1．集成逻辑门电路: （1）常用逻辑门电路图形符号 常用逻辑门电路图形符号见表1。 表1 常用逻辑门电路图形符号 （2）反相器与缓冲器 反相器是非门电路，74LS04是通用型六反相器，与该器件的逻辑功能且引脚排列兼容的器件有74HC04，CD4069等。74LS05也是六反相器，该器件的逻辑功能和引脚排列与74LS04相同，不同的是74LS05是集电极开路输出（0C门），在实际使用时，必须在输出端至电源正端接上拉电阻。 缓冲器的输出与输人信号同相位，它用于改变输人输出电平及提高电路的驱动能力，74LS07是集电极开路输出同相输出驱动器，该器件的输出高电压达30V，灌电流达40mA，与之兼容的器件有74HC07，74HCT07 等。 74LS04，CD4069引脚排列图如图1所示。

图1 74LS04，CD4069引脚排列图 （3）与门和门与非 与门和与非门种类繁多，常见的与门有2输入、3输入、4输入与门等；与非门有2输入、3输入、4输入、8输入等，常见的74LS系列（74HC系列）与门和与非门引脚排列图如图2所示。 图2 常见的74LS系列（74HC系列）与门和与非门引脚排列图 74LS08是四2输人与门，74LS00和CD4011是四2输入与非门，74LS20是双4输人与非门。 2．集成门电路的应用 （1）定时灯光提醒器 电路如图3所示，由六非门CD4069（仅用到其中两个非门，分别用IC－1和IC－2表示）和电阻、电容、电源等组成，此电路可以在1～25分钟内预定提醒时间，使用时，利用时间标尺预定时间，打开电源开关，定时器绿灯亮，表示开始计时，到了预定的时间，绿灯灭，红灯亮。

数字电子技术基础第三版第二章答案

第二章逻辑门电路 第一节重点与难点 一、重点： 1．TTL与非门外特性 （1）电压传输特性及输入噪声容限：由电压传输特性曲线可以得出与非门的输出信号随输入信号的变化情况，同时还可以得出反映与非门抗干扰能力的参数U on、U off、U NH和U NL。开门电平U ON是保证输出电平为最高低电平时输入高电平的最小值。关门电平U OFF 是保证输出电平为最小高电平时，所允许的输入低电平的最大值。 （2）输入特性：描述与非门对信号源的负载效应。根据输入端电平的高低，与非门呈现出不同的负载效应，当输入端为低电平U IL时，与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流I IL通常为1～1.4mA。当输入端为高电平U IH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流I IH通常小于50μA。 （3）输入负载特性：实际应用中，往往遇到在与非门输入端与地或信号源之间接入电阻的情况，电阻的取值不同，将影响相应输入端的电平取值。当R≤关门电阻R OFF时，相应的输入端相当于输入低电平；当R≥ 开门电阻R ON时，相应的输入端相当于输入高电平。 2．其它类型的TTL门电路 （1）集电极开路与非门（OC门） 多个TTL与非门输出端不能直接并联使用，实现线与功能。而集电极开路与非门（OC 门）输出端可以直接相连，实现线与的功能，它与普通的TTL与非门的差别在于用外接电阻代替复合管。 （2）三态门TSL 三态门即保持推拉式输出级的优点，又能实现线与功能。它的输出除了具有一般与非门的两种状态外，还具有高输出阻抗的第三个状态，称为高阻态，又称禁止态。处于何种状态由使能端控制。 3．CMOS逻辑门电路 CMOS反相器和CMOS传输门是CMOS逻辑门电路的最基本单元电路，由此可以构成各种CMOS逻辑电路。当CMOS反相器处于稳态时，无论输出高电平还是低电平，两管中总有一管导通，一管截止，电源仅向反相器提供nA级电流，功耗非常小。CMOS器件门限电平U TH近似等于1/2U DD，可获得最大限度的输入端噪声容限U NH和U NL=1/2U DD。 二、难点： 1．根据TTL与非门特性，正确分析和设计电路； 2．ECL门电路的逻辑功能分析； 3．CMOS电路的分析与设计； 4．正确使用逻辑门。 三、考核题型与考核重点 1．概念 题型为填空、判断和选择。

第二章逻辑门电路2

电路中D 3、D 4的作用是提高开关速度，当U o 由1跳到0时，经D 3、D 4提供放电回路，加速U o 的下降速度。R 4电阻由接地改为接在U o 上的目的是降低静态功耗，R 1电阻取值改为20k Ω也是为了降低电路的功耗。该电路的电阻值比TTL 门电路相应的电阻值大，主要目的是降低电路的功耗。实现的是与非的逻辑功能。 电路中二极管采用肖特基二极管，其正向导通压降为，而肖特基三极管的发射极的正偏电压为，集电极的正偏电压为。因此，电路的阈值电压将变为： D BE5BE2T U U U U -+==+输出的高低电平值：U OH = U OL =。 输入端的短路电流I IL = 0.23mA 20 0.4 5=- 习题 习题图TTL 与非门电路所示的电路中，若在某一输入端与地之间接一电阻R ，其余输入端悬空，试问： ⑴保证与非门可靠关闭时的最大电阻即关门电阻R OFF 为多大值 ⑵保证与非门可靠开通时的最小电阻即开门电阻R ON 为多大值 解：若在输入端A 与地之间接一电阻R i ，则R i 与地之间的电压U i 为： （1）i i i R R R U U U ?+-= 1be1 cc ≤OFF U 即 i R ?+-R 30.7 5≤ R i ≤? R OFF ?700? (2) i i i R R R U U U ?+-= 1be1 cc ≥on U 即 i R ?+-R 30.7 5≥ 由此可得： R i ≥? , 一般选R ON =2k? 1.4V T 1be1 cc ==?+-U R R R U U i i 工程计算： 得 R ON =R OFF ?? 习题 习题图所示电路由TTL 与非门组成。设G 1～G 4门的平均传输延迟时间相同为30ns ，现测得输出端F 的振荡频率为，试求G 5的平均传输延迟时间t pd5。 解：根据F 的频率求出F 的振荡周期，T =，由于五个与非门输出为原信号的非，所以延迟时间应为T /2≈156ns ，则第五个与非门的延迟时间为36ns 。 习题图 F

逻辑门电路的应用

逻辑门电路的应用

项目2 逻辑门电路的应用课型理论教学 导学目标熟悉二、三极管的开关特性，掌握三极管导通、截止条件； 了解分立元件与门、或门、非门及与非门、或非门的工作原理和逻辑功能。 了解TTL逻辑门电路的内部结构和原理，掌握其外部特性 熟悉OC门和TTL三态门的工作原理及有关的逻辑概念； 了解国际上通用标准型号和我国现行国家标准。 重点二、三极管的开关特性和开关等效电路； TTL逻辑门电路的外特性 OC门和TTL三态门的应用。 难点分立元件门电路的工作原理。 TTL逻辑门电路的工作原理，外部特性 教学方法多媒体教学、项目引入、引导式教学。 导学过程设计 教师活动学生活动时 间 复习：最小项的概念、性质、卡诺图的表示、化简方法和步骤 本章内容概述 2. 1 逻辑门电路 基本门电路:与门、或门、非门（又称反相器） 补充：二、三极管的开关特性二极管静态开关特性及开关等效电路听讲、思考、 笔记、答 问 5′

二极管动态开关特性 三极管静态开关特性及开关等效电路 三极管动态开关特性 2.1.1 非门 定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图 2.1.2 与门 定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图 2.1.3 或门 定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图 2.1.4 其他常见门电路 1.与非门 定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图 2.或非门 定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图 3.异或门 定义、电路结构和工作原理、25′ 35′ 45′ 10

逻辑符号、波形图 4.同或门 定义、电路结构和工作原理、逻辑符号、波形图 2. 2 不同系列门电路 2.2.1 TTL系列门电路 1.典型TTL逻辑门电路——与非门 电路结构、工作原理、工作速度、拉电流和灌电流、悬空端的处理 外特性及主要参数： 电压传输特性 抗干扰能力 输入特性 扇入系数和扇出系数 平均传输延迟时间 2.TTL系列数字电路的主要参数指标 （1）高电平输出电压VOH：2.7 ～ 3.4V （2）高电平输出电流I0H：′25′ 35′ 45′ 15′

第2章 逻辑门电路-习题答案

第2章逻辑门电路 2.1 题图2.1(a)画出了几种两输入端的门电路，试对应题图2.1(b)中的A、B波形画出各门的输出F1～ F6的波形。 题图2.1 解: 2.2 求题图2.2所示电路的输出逻辑函数F1、F2。 题图2.2 解:

2.3 题图2.3中的电路均为TTL门电路，试写出各电路输出Y1～Y8状态。 题图2.3 解: Y1=0, Y2=0, Y3=Hi-Z, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0, Y8=0. 2.4 题图2.4中各门电路为CMOS电路，试求各电路输出端Y1、Y2和Y的值。 题图2.4 解: Y1=1, Y2=0, Y3=0. 2.5 6个门电路及A、B波形如题图2.5所示，试写出F1～F6的逻辑函数，并对应A、B波形画出 F1～F6的波形。

题图2.5 解： 2.6 电路及输入波形分别如题图2.6(a)和2.6(b)所示，试对应A、B、C、x1、x2、x3波形画出F端波 形。 题图2.6 解：

2.7 TTL与非门的扇出系数N是多少？它由拉电流负载个数决定还是由灌电流负载决定？ 解: N≤8 N由灌电流负载个数决定. 2.8 题图2.8表示三态门用于总线传输的示意图，图中三个三态门的输出接到数据传输总线，D1D2、D3D4、…、D m D n为三态门的输入端，EN1、EN2、EN n分别为各三态门的片选输入端。试问：EN信号应如何控制，以便输入数据D1D2、D3D4、…、D m D n顺序地通过数据总线传输（画出EN1～EN n 的对应波形）。 题图2.8 解：用下表表示数据传输情况 2.9 某工厂生产的双互补对称反相器（4007）引出端如题图2.9所示，试分别连接成：（1）反相器； （2）三输入与非门；（3）三输入或非门。

数字电子技术第二章(逻辑门电路)作业及答案

第二章（逻辑门电路）作业及答案 1．逻辑门电路如下图所示： （1）电路均为ＴＴＬ电路，试写出各个输出信号的表达式。 （2）电路若改为ＣＭＯＳ电路，试写出各个输出信号的表达式。 答案:（1）,,,（2）,,, 2、已知TTL反相器的电压参数为V IL(max)=0.8V，V OH(min)=3V，V TH=1.4V，V IH(min)=1.8V，V OL(max)=03V，V CC=5V，试计算其高电平噪声容限V NH和低电平噪声容限V NL。 答案:V NL= V IL(max) - V OL(max)=0.5V，V NH= V OH(min) - V IH(min) =1.2V。 3、 试写出图2-1、图2-2所示逻辑电路的逻辑函数表达式。 解：（1）（2） 4、试分析图2-3所示MOS电路的逻辑功能，写出Y端的逻辑函数式，并画出逻辑图。

5、试简要回答下列问题。

（1）有源（图腾柱）输出与集电极开路（OC）输出之间有什么区别？ 解：OC门输出端只能输出低电平和开路状态，其输出级需要上拉电阻才能输出高电平，且上拉电源可以与芯片电源不同，因此常用于不同电源电压芯片之间实现信号电平变换，OC门输出端可以并联实现线与； 有源输出可以输出低电平与高电平，两个有源输出端连接在一起时，若是一个输出端输出高电平，另外一个输出端输出低电平时，可引起较大电流损坏输出级。 （2）TTL逻辑电路输入端悬空时，可视为输入高电平信号处理，而CMOS逻辑电路输入端则不允许悬空使用，试说明其原因。 解：因为CMOS电路的输入端具有非常高的输入阻抗，容易受到干扰，一旦受到干扰后，会使输出电平发生转换，产生功耗，因此输入端不能悬空，应该连接确定的逻辑电平。 6.请查阅74LS00芯片手册（常规温度范围的），回答如下问题： （1）电源电压范围； （2）输出高电平电压范围； （3）输出低电平电压范围； （4）输入高电平电压范围； （5）输入低电平电压范围； （6）该芯片的电源电流； （7）典型传播延迟时间； （8）扇出系数。 解：（1）电源电压范围4.75~5.25V （2）输出高电平范围：当|I OH|≤0.4mA时：2.7V~5V （3）输出低电平范围：当I OL≤8mA时：0~0.5V （4）输入高电平电压范围：2V~5V （5）输入低电平电压范围；0~0.8V （6）该芯片的静态电源电流； 5.5V时：I CCH=1.6mA/每封装 5.5V时：I CCL=4.4mA/每封装 （7）典型传播延迟时间； t PHL =10ns； t PLH=9ns； （8）扇出系数。 高电平输入电流I IH=20μA，输出I OH为400μA，因此高电平扇出系数为20。 低电平输入电流I IL=0.4mA，输出I OL为8mA，因此低电平输出心事为20。

第二章 逻辑门电路

第二章逻辑门电路 1、对于半导体材料，随温度升高：A A、电子—空穴对增加，载流子数目增多，导电能力增强 B、电子—空穴对减少，载流子数目增多，导电能力增强 C、电子—空穴对增加，载流子数目减少，导电能力增强 D、 2、N型半导体中主要靠（C ）载流子导电： A、束缚电子 B、空穴 C、自由电子 D、 3、在数字电路中，三极管一般作为一个开关使用，工作稳定时处于： A、饱和或放大状态 B、放大或截止状态 C、饱和或截止状态 D、 4、将多个与非门的输出端直接相连，实现各输出端相与的逻辑功能，称为： A、线与 B、线或 C、线非 D、 5、TTL门电路的输入端悬空或接大电阻相当接： A、低电平 B、高电平 C、高阻 D、 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、对于本征半导体：ABC A、自由电子和空穴成对出现 B、自由电子和空穴浓度相同 C、自由电子浓度高，空穴浓度低 D、自由电子和空穴数目相同 E、自由电子数目少，空穴数目多 2、三极管工作在饱和状态时： A、如图开关断开 B、两个结均反偏 C、如图开关闭合 D、两个结均正偏 E、一个结正偏，另一个结反偏 3、若只采用二极管作为开关器件，则可以实现： A、与逻辑关系 B、非逻辑关系 C、或逻辑关系 D、与非逻辑关系 4、或非门的多余输入端可以： A、接逻辑1 B、接逻辑0 C、和有用端并接 D、悬空 5、场效应管也叫： A、电流控制器件 B、电压控制器件 C、双极性器件 D、单极性器件 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分）1、半导体中只有自由电子一种载流子。 错误 2、载流子的漂移运动与扩散运动方向相同。 正确 3、二极管的反向饱和电流随温度的升高而增大。 正确错误 4、三极管实现电流控制及放大的外部条件是Je正偏，Jc反偏。 正确错误 5、逻辑门的多余输入端可以和有用端并接使用。 正确错误 第三章组合逻辑电路的分析与设计 1、组合逻辑电路的输出状态： A、与输入状态无关，和电路原来的状态有关， B、与输入状态有关，和电路原来的状态无关 C、与输入状态有关，和电路原来的状态有关 D、 2、最简与或式是指逻辑表达式中的：

实验二 集成逻辑门电路的基本应用

实验二集成逻辑门电路的基本应用 班级：姓名：学号： 日期：2015年11月11日地点：实验大楼210室 课程名称：数字电子技术基础指导老师：同组学生姓名： 成绩： 一、实验目的 （一）熟悉用标准与非门实现逻辑变换的方法。 （二）学习与非门电路的应用。 （三）掌握半加器电路结构和逻辑功能。 二、实验仪器和设备 通用微机接口实验系统、微机电源、VC9808+型万用表、集成电路74LS00、集成电路74LS86。 三、实验步骤及内容 （一）利用摩根定理可以对逻辑函数化简或进行逻辑变换。 摩根定律： = ???C B A )( ???C B A = +++C B A 1、 利用与非门组成一个与门的电路设计。 与非门的布尔代数表达式为：B A Y ?=，而与门的布尔代数表达式为： B A Z ?=，只要把与非门的输出Y 反相一次，即可得到与非门的功能： Z B A =?=Y =B A ? 因此只要用二个与非门即可实现与门的功能。测试电路原理图如图2-1，实验电路图如图2-2，并将测试结果记录于表2-1。

说明：将与非门两个输入端接在一起即可将与非门当作反相器使用。 图2-1与非门组成与门原理图 图2-2 与非门组成与门实验电路图 ①数据分析： 由实验结果表2-1可得：当 A 与B 两个输入端有一端输入 为0时，输出端Z 即为0，符 与门电路的特性。 ②结论： 有数据分析可得出实验中与非门电路构成一个与门电路，即摩根定律：)( +++C B A = ???C B A 得到验证。 2、利用与非门组成一个或门的电路设计。 或门的布尔代数表达式为：Z=A+B ，根据摩根定律可知：Z=A+B =B A ? 因此可以用三个与非门连接起来，即可实现或门的功能。测试电路原理图如图2-3，实验电路图如图2-4，并将测试结果记录于表2-2。 表2-1 组合与门功能测试表

最新数字电子技术基础电子教案——第2章 逻 辑 门 电 路

第2章逻辑门电路 2.2 基本逻辑门电路 在数字系统中，大量地运用着执行基本逻辑操作的电路，这些电路称为基本逻辑电路或门电路。早期的门电路主要由继电器的触点构成，后来采用二极管、三极管，目前则广泛应用集成电路。 2.2.1 三种基本门电路 1. 二极管与门电路 实现“与”逻辑关系的电路叫做与门电路。由二极管组成的与门电路如图2.5（a）所示，图2.5所示（b）为其逻辑符号。图中A、B为信号的输入端，Y 为信号的输出端。 图2.5 二极管与门 对二极管组成的与门电路分析如下。 （1）A、B都是低电平uY≈0V （2）A是低电平，B是高电平uY≈0V （3）A是高电平，B是低电平uY≈0V （4）A、B都是高电平uY≈5V 从上述分析可知，该电路实现的是与逻辑关系，即“输入有低，输出为低；输入全高，输出为高”，所以，它是一种与门。 2. 二极管或门电路 实现或逻辑关系的电路叫做或门电路。由二极管组成的或门电路如图 2.6所示，其功能分析如下。

图2.6 二极管或门 （1）A、B都是低电平uY=0V （2）A是低电平，B是高电平uY≈5V （3）A是高电平，B是低电平uY≈5V （4）A、B都是高电平uY≈5V 通过上述分析，该电路实现的是或逻辑关系，即“输入有高，输出为高；输入全低，输出为低”，所以，它是一种或门。 3. 三极管非门 实现非逻辑关系的电路叫做非门电路。因为它的输入与输出之间是反相关系，故又称为反相器，其电路如图2.7所示。 图2.7 三极管反相器 2.2.2 DTL与非门 采用二极管门电路和三极管反相器，可组成与非门和或非门扩大逻辑功能，这种电路应用非常广泛。 DTL与非门电路是由二极管与门和三极管反相器串联而成的，其电路图及逻辑符号分别如图2.8（a）和图2.8（b）所示。

第二章 逻辑门电路

第二章逻辑门电路 [教学要求] 1.了解门电路的定义及分类方法，二极管、三极管的开关特性，及分立元件组成的与、或、 非门的工作原理； 2.掌握TTL反相器的工作原理，静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性，开关 特性；了解其它TTL门（与非门、或非门、异或门、三态门，OC门）的工作原理及TTL 门的改进系列； 3.掌握CMOS反相器的工作原理及静态特性。了解CMOS反向器的动特性。其他CMOS 门（与非门、或非门等）的工作原理。掌握门电路应用注意事项。 [教学内容] 1.分立元件组成的与、或、非门的工作原理 2.TTL反相器 3.其它TTL门 4.CMOS反相器的工作原理及静态特性 5.其他CMOS门（与非门、或非门等）的工作原理 6.门电路应用注意事项 引言

2.1 二极管的开关特性 一、二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程 通常把二极管从正向导通转为反向截止所经过的转换过程称为反向恢复过程。其中t S 称为存储时间，t t称为渡越时间，t re=t s+t t称为反向恢复时间。 由于反向恢复时间的存在，使二极管的开关速度受到限制。 二、产生反向恢复过程的原因——电荷存储效应 二极管在开关转换过程中出现的反向恢复过程，实质上由于电荷存储效应引起的，反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间。 三、二极管的开通时间 二极管从截止转为正向导通所需的时间称为开通时间。这个时间同反向恢复时间相比是很短的。它对开关速度的影响很小，可以忽略不计。 2.2 BJT的开关特性 ＮＰＮ型BJT的结构如下图所示。

ＰＮＰ型BJT的结构如下图中的上半部所示，下边为电路图中的符号。 一、BJT的开关作用 BJT的开关作用对应于有触点开关的“断开”和“闭合”。 上图所示电路用来说明BJT开关作用，图中BJT为ＮＰＮ型硅管。 ＮＰＮ型BJT截止、放大、饱和三种工作状态的特点列于下表中。 二、BJT的开关时间 BJT的开关过程和二极管一样，也是内部电荷“建立”和“消散”的过程。因此BJT饱和与截止两种状态的相互转换也是需要一定的时间才能完成的。

逻辑门电路的应用

逻辑门电路的应用 ——传统继电器控制的船舶辅机自动报警电路的技术改造 摘要本文分析了用传统继电器控制的单台船舶辅机自动报警电路存在的问题，结合船舶自动报警装置的特点和要求对拟采用的改进方案的可行性研究。阐明了应用逻辑门电路的优势。对改进后的船舶辅机自动报警电路进行了具体的分析、介绍，并对实际运用中遇到的问题的解决方法进行了汇总。最后对本次技改进行了总结和展望。 关键词报警控制逻辑门可行性分析经济实用 引言 自动报警装置是为了能随时了解和掌握船上各种机器的工作状况，并在出现不正常情况时，自动发出声光报警信号，引起值班人员注意，及时排除故障，保证机器安全可靠运行的一种信号装置。 自动报警装置普遍应用于主机和辅机的润滑油低压、高温、冷却水高温、锅炉高低水位等的自动报警系统中。它由信号发送器、自动报警器和警铃组成。信号发送器是用于控制水、油等的温度、压力、液位，保持给定值的控制继电器。当到达给定极限时，能自动发出报警信号。自动报警器是报警系统的受信器，报警时，能自动发出引起值班人员注意的音响和灯光信号，便于及时发现和排除各种故障。警铃是自动报警装置的音响信号器。 船舶机仓里的湿度大、温度高、各种机电设备多，分布广。在没有使用自动报警装置前，轮机人员巡视工作量较大。因此运用自动报警电路装置，对减轻轮机人员工作量；改善轮机人员工作环境和推行人性化管理不仅有着一定的积极作用，而且十分重要。

（1）原单台辅机自动报警电路存在的问题 图1是三十多年前的单台船舶辅机自动报警电路。由于此电路只负责控制一台辅机的自动报警。所以，信号发送器的取样信号少，电路结构非常简单，符合自动报警装置的原理要求。但仔细分析该图，发现此自动报警电路中的消音支路设计的不够完善。其主要问题是：若某一报警信号发生后，声光同步报警。值班人员按下消音按钮SB1后报警故障指示灯仍在工作，警铃停止工作，但若再有第二个报警信号发生时，对应的报警故障指示灯能正常报警工作，因消音继电器的常闭触点断开，电路中的电铃支路开路。报警警铃无法工作，不能进行铃声报警。光靠灯光报警不能起到自动报警的作用。必须依靠铃声报警。否则，自动报警装置无法发挥声光同步报警应有的警示作用，这样对机器的安全极其不利。 船舶的空间有限。机舱集控室也不可能太大。而且机舱集控室里要有3—4块配送电屏。主机和辅机的控制大都分集中在集控室，2台辅机报警控制箱必须合二为一，并且尽量少占空间。 （2）拟采用方案简介和可行性分析 根据上面所述，我们拟定了下列三个方案。 A方案：仍用传统继电器控制方式 针对单台船舶辅机自动报警电路（图1）存在的问题，设计了图2。图2解决了原报警电路存在的问题，并将两台辅机报警控制箱整合为一体。线路依然很简单，但因为完全采用传统继电器控制方式，继电器所用数量较多，所用动静触点也比较多。这就带来了两个问题：一个是继电器多，触点多。任何一个有经验的维修人员都知道，在电器控制线路中继电器数目和触点数目越多，线路的故障必然也越多。这给日后的维修、保养带来了一定的困难。二是继电器多，控制箱所占空间大。

逻辑门电路使用中的几个实际问题(精)

逻辑门电路使用中的几个实际问题 以上讨论了几种逻辑门电路特别是重点地讨论了 TTL和CMOS两种电路。在具体的应用中可以根据要求来选用何种器件。器件的主要技术参数有传输延迟时间、功耗、噪声容限，带负载能力 等，据此可以正确地选用一种器件或两种器件混用。下面对几个实际问题，如不同门电路之间的接口技术，门电路与负载之间的匹配等进行讨论。 一、各种门电路之间的接口问题 在数字电路或系统的设计中，往往由于工作速度或者功耗指标的要求，需要采用多种逻辑器件混合使用，例如，TTL和CMOS两种器件都要使用。由前面几节的讨论已知，每种器件的电压和电流参数各不相同，因而需要采用接口电路，一般需要考虑下面三个条件： 1.驱动器件必须能对负载器件提供灌电流最大值。 2.驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流。 3.驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围 ，包括高。低电压值。 其中条件１和２，属于门电路的扇出数问题，已在第四节作过详细的分析。条件３属于电压兼容性的问题。其余如噪声容限、输入和输出电容以及开关速度等参数在某些设计中也必须予以考 虑。 下面分别就CMOS门驱动TTL 门或者相反的两种情况的接口问题进行分析。 1.CMOS门驱动TTL门 在这种情况下，只要两者的电压参数兼容，不需另加接口电路，仅按电流大小计算出扇出数即可。 下图表示CMOS门驱动TTL门的简单电路。当CMOS门的输出为高电平时，它为TTL负载提供拉电流，反之则提供灌电流。 例2.9.1——74HC00与非门电路用来驱动一个基本的TTL反相器和六个74LS门电路。试验算此时的CMOS门电路是否过载？ 解： （1）查相关手册得接口参数如下：一个基本的TTL门电路，IIL＝1.6mA，六个74LS门的输入电流IIL＝6×0.4mA＝2.4mA。总的输入电流IIL(total＝1.6mA＋2.4mA＝4mA。