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门空电路

发布时间:2021-02-26 06:18:25

『壹』 什么是门型电路

那不叫门型电路来,叫门电路,源没有“型”字。门电路就是逻辑门电路,实现逻辑运算的电路。

T型电路,顾名思义是“T”形状的电路,两个器件(阻、容、感、晶体管、有源器件都可以,可以相同,也可以不同)串联,一端做输入端,另一端做为公共端;在串联节点处引出一根线再接另一个器件(可以是任何器件,如上),该器件与公共端之间形成一对输出端。

此外,还有π型电路,也是顾名思义是希腊字母"π “的形状的电路,参考上述很容易理解。

『贰』 “门电路”内部结构能不能详细讲解一下三个“门电路

门电路”内部结构能不能详细讲解一下三个“门电路
“门”是这样的一种电路:它规定各个输入信号之间满足某种逻辑关系时,才有信号输出,通常有下列三种门电路:与门、或门、非门(反相器).从逻辑关系看,门电路的输入端或输出端只有两种状态,无信号以“0”表示,有信号以“1”表示.也可以这样规定:低电平为“0”,高电平为“1”,称为正逻辑.反之,如果规定高电平为“0”,低电平为“1”称为负逻辑,然而,高与低是相对的,所以在实际电路中要选说明采用什么逻辑,才有实际意义,例如,负与门对“1”来说,具有“与”的关系,但对“0”来说,却有“或”的关系,即负与门也就是正或门;同理,负或门对“1”来说,具有“或”的关系,但对“0”来说具有“与”的关系,即负或门也就是正与门.
凡是对脉冲通路上的脉冲起着开关作用的电子线路就叫做门电路,是基本的逻辑电路.门电路可以有一个或多个输入端,但只有一个输出端.门电路的各输入端所加的脉冲信号只有满足一定的条件时,“门”才打开,即才有脉冲信号输出.从逻辑学上讲,输入端满足一定的条件是“原因”,有信号输出是“结果”,门电路的作用是实现某种因果关系──逻辑关系.所以门电路是一种逻辑电路.基本的逻辑关系有三种:与逻辑、或逻辑、非逻辑.与此相对应,基本的门电路有与门、或门、非门.
门电路可用分立元件组成,也可做成集成电路,但目前实际应用的都是集成电路.由于单一品种的与非门可以构成各种复杂的数字逻辑电路,而器件品种单一,给备件、调试都会带来很大方便,所以集成电路工业产品中并没有与门、或门,而供应与非门.
与门电路真值表:
A B 结果
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
或门电路真值表:
A B 结果
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
非门电路真值表:
A 结果
0 1
1 0

『叁』 门电路是什么电路它的作用是什么怎样应用

用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路。

常用的门电路在逻辑专功能属上有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。

例如:


开关、继电器、电子线路、计算机功能模块都可以构成门电路。但通常所说的门电路指具有逻辑功能的独立或相对独立的电子元件或单元电路。

『肆』 与门电路和非门电路的区别是什么

逻辑电路
信号取值为0和1或有限个值,而且输入信号与输出信号之间存在确定逻辑关系的电路 。信号值为0的含义是 :电路断开,或低电位信号 ,或无脉冲信号 ;信号为1的含义是 :电路导通,或高电位,或有脉冲信号。逻辑电路有两种基本类型:一为组合逻辑电路,一为时序逻辑电路。
最简单的二值逻辑电路在两个输入信号a、b与一个输出信号 p之间的三种最基本的逻辑关系为“与”运算 、“或”运算和“非”运算(见表)。这三种基本运算可用相应的门电路实现。
由各种门电路和记忆元件(如触发器)等组成的电路通称为数字电路。研究逻辑电路主要是研究数字电路和其他具有开关特性的元件所构成的电路中各点信号之间的逻辑关系(包括时间关系)及所实现的功能。早期的逻辑电路主要是继电器接点电路。随着电子计算机的出现,数字电路成为研究逻辑电路的主要对象。20世纪60年代以前,研究的重点在于如何用最少的元件实现给定的逻辑功能。后来随数字集成电路技术的发展,电路的可靠性、易测性、模块化,以及工作速度的提高和故障诊断等遂成为研究的主要课题。利用计算机对逻辑电路进行分析、设计,也是研究逻辑电路的重要方向。逻辑电路的应用范围十分广泛,特别是在计算机、数字控制、通信、生产过程自动化和仪表方面应用更多。它与大规模、超大规模数字集成电路的研究和发展有密切的关系。
英国数学家G.布尔为了研究思维规律(逻辑学、数理逻辑 )于1847和1854年提出的数学模型。此后R.戴德金把它作为一种特殊的格。所谓一个布尔代数,是指一个有序的四元组〈B,∨,∧,*〉 ,其中B是一个非空的集合 ,∨与∧是定义在B上的两个二元运算 ,* 是定义在B上的一个一元运算,并且它们满足一定的条件。
布尔代数由于缺乏物理背景,所以研究缓慢,到了20世纪30~40年代才又有了新的进展,大约在 1935年, M.H.斯通首先指出布尔代数与环之间有明确的联系,他还得到了现在所谓的斯通表示定理:任意一个布尔代数一定同构于某个集上的一个集域;任意一个布尔代数也一定同构于某个拓扑空间的闭开代数等,这使布尔代数在理论上有了一定的发展。布尔代数在代数学(代数结构)、逻辑演算、集合论、拓扑空间理论、测度论、概率论、泛函分析等数学分支中均有应用;1967年后,在数理逻辑的分支之一的公理化集合论以及模型论的理论研究中也起着一定的作用。近几十年来,布尔代数在自动化技术、电子计算机的逻辑设计等工程技术领域中有重要的应用。

『伍』 门电路工作原理

第五节 CMOS逻辑门电路
http://www.fjtu.com.cn/fjnu/courseware/0321/course/_source/web/lesson/char2/j6.htm 看看把

CMOS逻辑门电路是在TTL电路问世之后 ,所开发出的第二种广泛应用的数字集成器件,从发展趋势来看,由于制造工艺的改进,CMOS电路的性能有可能超越TTL而成为占主导地位的逻辑器件 。CMOS电路的工作速度可与TTL相比较,而它的功耗和抗干扰能力则远优于TTL。此外,几乎所有的超大规模存储器件 ,以及PLD器件都采用CMOS艺制造,且费用较低。
早期生产的CMOS门电路为4000系列 ,随后发展为4000B系列。当前与TTL兼容的CMO器件如74HCT系列等可与TTL器件交换使用。下面首先讨论CMOS反相器,然后介绍其他CMO逻辑门电路。

MOS管结构图

MOS管主要参数:

1.开启电压VT
·开启电压(又称阈值电压):使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压;
·标准的N沟道MOS管,VT约为3~6V;
·通过工艺上的改进,可以使MOS管的VT值降到2~3V。

2. 直流输入电阻RGS
·即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比
·这一特性有时以流过栅极的栅流表示
·MOS管的RGS可以很容易地超过1010Ω。

3. 漏源击穿电压BVDS
·在VGS=0(增强型)的条件下 ,在增加漏源电压过程中使ID开始剧增时的VDS称为漏源击穿电压BVDS
·ID剧增的原因有下列两个方面:
(1)漏极附近耗尽层的雪崩击穿
(2)漏源极间的穿通击穿
·有些MOS管中,其沟道长度较短,不断增加VDS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区,使沟道长度为零,即产生漏源间的穿通,穿通后
,源区中的多数载流子,将直接受耗尽层电场的吸引,到达漏区,产生大的ID

4. 栅源击穿电压BVGS
·在增加栅源电压过程中,使栅极电流IG由零开始剧增时的VGS,称为栅源击穿电压BVGS。

5. 低频跨导gm
·在VDS为某一固定数值的条件下 ,漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压微变量之比称为跨导
·gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力
·是表征MOS管放大能力的一个重要参数
·一般在十分之几至几mA/V的范围内

6. 导通电阻RON
·导通电阻RON说明了VDS对ID的影响 ,是漏极特性某一点切线的斜率的倒数
·在饱和区,ID几乎不随VDS改变,RON的数值很大 ,一般在几十千欧到几百千欧之间
·由于在数字电路中 ,MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态下,所以这时的导通电阻RON可用原点的RON来近似
·对一般的MOS管而言,RON的数值在几百欧以内

7. 极间电容
·三个电极之间都存在着极间电容:栅源电容CGS 、栅漏电容CGD和漏源电容CDS
·CGS和CGD约为1~3pF
·CDS约在0.1~1pF之间

8. 低频噪声系数NF
·噪声是由管子内部载流子运动的不规则性所引起的
·由于它的存在,就使一个放大器即便在没有信号输人时,在输 出端也出现不规则的电压或电流变化
·噪声性能的大小通常用噪声系数NF来表示,它的单位为分贝(dB)
·这个数值越小,代表管子所产生的噪声越小
·低频噪声系数是在低频范围内测出的噪声系数
·场效应管的噪声系数约为几个分贝,它比双极性三极管的要小

一、CMOS反相器

由本书模拟部分已知,MOSFET有P沟道和N沟道两种,每种中又有耗尽型和增强型两类。由N沟道和P沟道两种MOSFET组成的电路称为互补MOS或CMOS电路。
下图表示CMOS反相器电路,由两只增强型MOSFET组成,其中一个为N沟道结构,另一个为P沟道结构。为了电路能正常工作,要求电源电压VDD大于两个管子的开启电压的绝对值之和,即
VDD>(VTN+|VTP|) 。

1.工作原理

首先考虑两种极限情况:当vI处于逻辑0时 ,相应的电压近似为0V;而当vI处于逻辑1时,相应的电压近似为VDD。假设在两种情况下N沟道管 TN为工作管P沟道管TP为负载管。但是,由于电路是互补对称的,这种假设可以是任意的,相反的情况亦将导致相同的结果。
下图分析了当vI=VDD时的工作情况。在TN的输出特性iD—vDS(vGSN=VDD)(注意vDSN=vO)上 ,叠加一条负载线,它是负载管TP在 vSGP=0V时的输出特性iD-vSD。由于vSGP<VT(VTN=|VTP|=VT),负载曲线几乎是一条与横轴重合的水平线。两条曲线的交点即工作点。显然,这时的输出电压vOL≈0V(典型值<10mV ,而通过两管的电流接近于零。这就是说,电路的功耗很小(微瓦量级)

下图分析了另一种极限情况,此时对应于vI=0V。此时工作管TN在vGSN=0的情况下运用,其输出特性iD-vDS几乎与横轴重合 ,负载曲线是负载管TP在vsGP=VDD时的输出特性iD-vDS。由图可知,工作点决定了VO=VOH≈VDD;通过两器件的电流接近零值 。可见上述两种极限情况下的功耗都很低。

由此可知,基本CMOS反相器近似于一理想的逻辑单元,其输出电压接近于零或+VDD,而功耗几乎为零。

2.传输特性

下图为CMOS反相器的传输特性图。图中VDD=10V,VTN=|VTP|=VT=
2V。由于 VDD>(VTN+|VTP|),因此,当VDD-|VTP|>vI>VTN 时,TN和TP两管同时导通。考虑到电路是互补对称的,一器件可将另一器件视为它的漏极负载。还应注意到,器件在放大区(饱和区)呈现恒流特性,两器件之一可当作高阻值的负载。因此,在过渡区域,传输特性变化比较急剧。两管在VI=VDD/2处转换状态。

3.工作速度

CMOS反相器在电容负载情况下,它的开通时间与关闭时间是相等的,这是因为电路具有互补对称的性质。下图表示当vI=0V时 ,TN截止,TP导通,由VDD通过TP向负载电容CL充电的情况。由于CMOS反相器中,两管的gm值均设计得较大,其导通电阻较小,充电回路的时间常数较小。类似地,亦可分析电容CL的放电过程。CMOS反相器的平均传输延迟时间约为10ns。

二、CMOS门电路

1.与非门电路

下图是2输入端CMOS与非门电路,其中包括两个串联的N沟道增强型MOS管和两个并联的P沟道增强型MOS管。每个输入端连到一个N沟道和一个P沟道MOS管的栅极。当输入端A、B中只要有一个为低电平时,就会使与它相连的NMOS管截止,与它相连的PMOS管导通,输出为高电平;仅当A、B全为高电平时,才会使两个串联的NMOS管都导通,使两个并联的PMOS管都截止,输出为低电平。

因此,这种电路具有与非的逻辑功能,即
n个输入端的与非门必须有n个NMOS管串联和n个PMOS管并联。

2.或非门电路

下图是2输入端CMOS或非门电路。其中包括两个并联的N沟道增强型MOS管和两个串联的P沟道增强型MOS管。

当输入端A、B中只要有一个为高电平时,就会使与它相连的NMOS管导通,与它相连的PMOS管截止,输出为低电平;仅当A、B全为低电平时,两个并联NMOS管都截止,两个串联的PMOS管都导通,输出为高电平。
因此,这种电路具有或非的逻辑功能,其逻辑表达式为

显然,n个输入端的或非门必须有n个NMOS管并联和n个PMOS管并联。
比较CMOS与非门和或非门可知,与非门的工作管是彼此串联的,其输出电压随管子个数的增加而增加;或非门则相反,工作管彼此并联,对输出电压不致有明显的影响。因而或非门用得较多。

3.异或门电路

上图为CMOS异或门电路。它由一级或非门和一级与或非门组成。或非门的输出。而与或非门的输出L即为输入A、B的异或

如在异或门的后面增加一级反相器就构成异或非门,由于具有的功能,因而称为同或门。异成门和同或门的逻辑符号如下图所示。

三、BiCMOS门电路

双极型CMOS或BiCMOS的特点在于,利用了双极型器件的速度快和MOSFET的功耗低两方面的优势,因而这种逻辑门电路受到用户的重视


1.BiCMOS反相器

上图表示基本的BiCMOS反相器电路,为了清楚起见,MOSFET用符号M表示BJT用T表示。T1和T2构成推拉式输出级。而Mp、MN、M1、M2所组成的输入级与基本的CMOS反相器很相似。输入信号vI同时作用于MP和MN的栅极。当vI为高电压时MN导通而MP截止;而当vI为低电压时,情况则相反,Mp导通,MN截止。当输出端接有同类BiCMOS门电路时,输出级能提供足够大的电流为电容性负载充电。同理,已充电的电容负载也能迅速地通过T2放电。
上述电路中T1和T2的基区存储电荷亦可通过M1和M2释放,以加快
电路的开关速度。当vI为高电压时M1导通,T1基区的存储电荷迅速消散。这种作用与TTL门电路的输入级中T1类似。同理 ,当vI为低电压时,电源电压VDD通过MP以激励M2使M2导通,显然T2基区的存储电荷通过M2而消散。可见,门电路的开关速度可得到改善。

2.BiCMOS门电路

根据前述的CMOS门电路的结构和工作原理,同样可以用BiCMOS技术实现或非门和与非门。如果要实现或非逻辑关系,输入信号用来驱动并联的N沟道MOSFET,而P沟道MOSFET则彼此串联。正如下图所示的
2输入端或非门。

当A和B均为低电平时,则两个MOSFET MPA和MPB均导通,T1导通而MNA和MNB均截止,输出L为高电平。与此同时,M1通过MPA和MpB被VDD所激励,从而为T2的基区存储电荷提供一条释放通路。
另一方面,当两输入端A和B中之一为高电平时 ,则MpA和MpB的通路被断开,并且MNA或MNB导通,将使输出端为低电平。同时,M1A或M1B为T1的基极存储电荷提供一条释放道路。因此 ,只要有一个输入端接高电平,输出即为低电平。

四、CMOS传输门

MOSFET的输出特性在原点附近呈线性对称关系,因而它们常用作模拟开关。模拟开关广泛地用于取样——保持电路、斩波电路、模数和数模转换电路等。下面着重介绍CMOS传输门。

所谓传输门(TG)就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOSFET并联而成,如上图所示。TP和TN是结构对称的器件,它们的漏极和源极是可互换的。设它们的开启电压|VT|=2V且输入模拟信号的变化范围为-5V到+5V 。为使衬底与漏源极之间的PN结任何时刻都不致正偏 ,故TP的衬底接+5V电压,而TN的衬底接-5V电压 。两管的栅极由互补的信号电压(+5V和-5V)来控制,分别用C和表示。
传输门的工作情况如下:当C端接低电压-5V时TN的栅压即为-5V,vI取-5V到+5V范围内的任意值时,TN均不导通。同时,TP的栅压为+5V
,TP亦不导通。可见,当C端接低电压时,开关是断开的。
为使开关接通,可将C端接高电压+5V。此时TN的栅压为+5V ,vI在-5V到+3V的范围内,TN导通。同时TP的棚压为-5V ,vI在-3V到+5V的范围内TP将导通。
由上分析可知,当vI<-3V时,仅有TN导通,而当vI>+3V时,仅有TP导通当vI在-3V到+3V的范围内,TN和TP两管均导通。进一步分析
还可看到,一管导通的程度愈深,另一管的导通程度则相应地减小。换句话说,当一管的导通电阻减小,则另一管的导通电阻就增加。由于两管系并联运行,可近似地认为开关的导通电阻近似为一常数。这是CMOS传输出门的优点。
在正常工作时,模拟开关的导通电阻值约为数百欧,当它与输入阻抗为兆欧级的运放串接时,可以忽略不计。
CMOS传输门除了作为传输模拟信号的开关之外,也可作为各种逻辑电路的基本单元电路。

『陆』 门电路有几种电路

“门”是复这样的一种电路:它制规定各个输入信号之间满足某种逻辑关系时,才有信号输出,通常有下列三种门电路:与门、或门、非门(反相器)。从逻辑关系看,门电路的输入端或输出端只有两种状态,无信号以“0”表示,有信号以“1”表示。也可以这样规定:低电平为“0”,高电平为“1”,称为正逻辑。反之,如果规定高电平为“0”,低电平为“1”称为负逻辑,然而,高与低是相对的,所以在实际电路中要选说明采用什么逻辑,才有实际意义,例如,负与门对“1”来说,具有“与”的关系,但对“0”来说,却有“或”的关系,即负与门也就是正或门;同理,负或门对“1”来说,具有“或”的关系,但对“0”来说具有“与”的关系,即负或门也就是正与门。

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『柒』 门电路有哪几种状态

电路有三种状态。 1.通路 通路就是电源与负载之间形成闭合回路,回电路中有工作电流,这是答用电设备正常工作时的电路状态。 2.断路断路就是指电源与负载之间没有形成闭合回路,也称之为开路,电路中没有电流,种状态下用电设备不工作。 3.短路短路是指电流未经负载而直接流回电源。

『捌』 数字电路中的门电路空悬是什么功能

数字电路中的门电路空悬是有讲究的:
TTL电路,输入脚悬空代表输入“1”,专即“高电平”,所以与门、与属非门都不用的多余脚可以“悬空”,但对或门电路不行,多余脚只能接地。
对CMOS电路,任何门电路的输入脚都不可悬空。
另外对三态门等电路的控制脚也要区分情况,不可任意悬空,否则无法选中实现控制。

『玖』 求问:图里的电路那个空白的格子是什么意思,把与门和或门连在一起是什么意思

左边上和下都是与门,上边是两输入与门,下边空白格子是单输入与门;上下两与门输出再输入到或非门。

『拾』 门空电路和门空双稳什么关系

门空电路和门空双稳什么关系
一种电源门控电路,包括连接电源和电路模块之间的输出功率管,以及上拉电路、弱电流源、下拉电路、电压检测电路;在关闭所述输出功率管时,上拉电路将输出功率

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