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上拉电阻R对NMOS逻辑门电性能有何影响

电路是由哪些元件组成的?

TTL与非门的外特性及其参数有哪些?
上拉电阻R对NMOS逻辑门电性能有何影响?

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吴桦

2021-11-5 15:09:28
  第一章
  1.1 开关电路数学表示方法初步
  1.1.1 真值表
  1.1.2 二进制编码
  1.1.3 真值表的常见形式
  1.1.4 分析与综合
  1.2 逻辑代数
  1.2.1 逻辑代数的基本运算
  与,或,非三种运算
  1.2.2 逻辑函数
  逻辑函数的等价性判断
  逻辑函数的等价性判断
  1.2.3 逻辑代数的基本公式和运算规则
  基本公式:0律,对合律,1律,重叠律,互补律,交换律,结合律,分配律,吸收律,德摩根律,包含律。
  公式具有对偶性:
  *把一个公式当中的运算符 “ 。 ”替换成”+“,把运算符”+“替换成” 。 “,把常数0替换成1,把常数1替换成0,将得到对应的公式。
  对新产生的公式作同样的替换,将的到原公式。
  公式法证明公式的正确性
  (1)对偶规则
  (2)反演规则
  1.3 用与门,或门和非门进行逻辑综合
  1.4公式法化简逻辑函数
  1.合并乘积项法
  2.吸收法
  3.消去法
  4.添加项法
  5.配项法
  1.5 卡诺图 化简逻辑函数
  1.5.1 卡诺图是是真值表的图形表现形式
  1.5.2 用卡诺图化简逻辑函数
  名词术语:
  * 乘积项
  * 文字
  *最小项
  *最大项
  *最小项的性质
  1.5.2 用卡诺图化简逻辑函数
  名词术语:
  *逻辑相邻与几何相邻:
  卡诺图可以看作一张纸,将其卷成一个圆筒,则原来两边不相邻的部分就变成了相邻的部分,所以在消除冗余的时候需要考虑。
  1.5.3 概念提升
  *质蕴含项 :在卡诺图用是圈,圈中的个数必须为偶数个。
  *特征最小项: 用方框圈住,只有一个数。
  *必要质蕴含项: 双环圈
  *覆盖:
  若一个蕴含项的集合能说明给定逻辑函数f为1
  的所有情况,则称次蕴含项集合是函数f的覆盖。覆盖和函数的积之和表达式相对应。
  *最小覆盖:
  函数的最小覆盖和成本最低的:积之和表达式,相对应,其要求为:
  1.最小覆盖中包含的蕴含项最少。
  2.每一个蕴含项的文字个数尽量少,即蕴含项的维数尽量大。
  *必要质蕴含项必定是最小覆盖的元素。
  *冗(rong)余项 (打拼音是因为这个字我不会读(┭┮﹏┭┮)
  *无冗余覆盖:
  覆盖中每一个蕴含项必须是质蕴含项
  覆盖中不含冗余项
  1.6 逻辑函数的标准形式
  *函数的积之和表达式
  *函数的和之积表达式
  *和之积与积之和之间的反演规则
  注意:在卡诺图当中,画圈圈,画1则是积之和,画0则是和之积。
  *用卡诺图化简不完全确定的逻辑函数
  。d的取值可以为0也可以为1,以化简效果最佳为目的,例如:
  下面式子的用卡诺图来表示的样子为:
  
  
  第二章
  2.1 概述
  *门电路由晶体管和电阻等元件组成。
  》双极晶体管
  》金属-氧化物-半导体
  *集成电路
  几种工作状态
  2.2 TTL集成电路
  2.2.1 典型的TTL与非门
  只需简单了解,知道一些器件高电平和低电平就可以
  2.2.2TTL与非门的外特性及其参数
  外特性:
  1.电压传输特性:
  2.驱动负载能力(扇出系数N)
  (1)驱动们的输入皆为高电平时,输出为低电平
  灌入电流i过大将使输出电平v0抬高,负载个数受限。
  (2)驱动门的输入之一为低电平时,输出为高电平。
  驱动们通过T4的发射极向负载门供给电流i,负载增多将使拉出电流i加大,导致输出电平降低。
  3.传输延迟
  t(PHL)–输出电压由高到低的传输延迟时间
  t(PLH)–输出电压由低到高的传输延迟时间
  t(PD)–平均传输延迟时间
  t(PD)=(t(PHL)+t(PLH))/2;
  传输延迟时间分析:
  晶体管由截止到导通或导通到截止所经历的时间,此延迟和晶体管自身特性有关。
  与非门输出电平变化对负载电容充放电所经历的时间。随着负载的增多,此延迟时间增大。
  4.功耗
  空载功耗:
  未带任何负载时的静态功耗称为空载功耗。其典型值为16mW。
  浪涌电流引起的功耗:
  TTL与非门的输出电平发生变化时,在一个端在的时段里,T3.T4.T5会同时导通,此时会有一个很大的瞬间电流从电源Vcc经T3,T4和T5流向地面,次尖峰称为浪涌电流。
  浪涌电流不仅使动态功耗增大,而且会在电源线和地线上造成干扰信号。
  2.2.3 集合电极开路的与非门(Open Collecotor Gate)
  简称OC门,老师在视频当中说会考到。
  主要会考到OC门是怎么用的,其实是前面讲到的与非门并联的一种电路。
  但是OC门在使用是一定要外接电源和电阻才能正常工作。
  其工作原理如下:
  1)当 输入全为高电平时,输出低电平。
  2)当输入全为低电平时,输出高电平。
  *OC门应用之一:输出端并联形成”线或“逻辑。
  *OC门应用之二:驱动其它器件,例如用于驱动显示灯。
  2.2.4 TTL三态门
  *三态门的其它形式
  *用三态门的构建总线
  *约束条件
  2.3 MOS场效应晶体管
  原理:只需了解
  主要是它的应用
  PMOS晶体管:
  *VGS=5V时,PMOS晶体管截止;
  *VFS=0V时,PMOS晶体管导通;
  2.4 MOS门电路
  2.4.1 NMOS门电路
  与门,非门,或非门
  上拉电阻R对NMOS逻辑门电性能的影响:
  R取值偏大有利降低功耗
  2.4.2 CMOS门电路
  *CMOS门电路是对NMOS门电路的改进
  -》既希望降低功耗(加大等效的上拉电阻)
  -》又希望减小对计生电容的充放电时间
  上下网络为互补关系,下拉网络导通上拉网络必然截止,下拉网络截止必然上拉网络导通。静态功耗为0.
  2.4.3 其它类型的CMOS门电路
  2.4.4 CMOS逻辑门电性分析
  *1驱动负载能力
  *2功耗
  静态功耗
  动态功耗
  *3噪声容限和抗干扰能力
  2.4.5 不同类型逻辑门的配合问题
  *逻辑电平多的配合
  2.5 74系列中小规模集成电路芯片
  *逻辑器件: 用来实现某种特定逻辑功能的电子器件
  2.6 可编程逻辑器件
  *可编程逻辑器件
  2.6.1 可编程逻辑阵列PLA
  2.6.3 复杂2可编程器件 CPLD
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