❶ 一般的TTL“与非”门,其扇出系数是指
扇出系数是指(能驱动同类型电路输入端的个数)。TTL电路,其扇出系数一般为(8~10),CMOS门电路的扇出系数一般为(20~25)。
❷ 电路中的扇出比是什么意思扇出比
指一个数字电路的输出能力,可以用来驱动多少个同类数字电路的输入端。
❸ 在基本门电路的逻辑功能实验中测量扇出系数N的原理是什么为什么只考虑输出低电平时的负载电流值
当给的电流大了,使门的输出低电平有明显升高并接近器件类型所规定的低电平最大值电流值除以该类门输入端的电流值,得到的无量纲数就是扇出数。
一个门只有在低电平时才产生灌电流,也就是其它门的输入端向本输出门提供输出电流,输出门在低电平状态下Ic处于“饥饿”状态,可在不升高输出电压情况下“消化”灌电流,但超出“饥饿”状态后,晶体管电阻与内部接线电阻的压降将发挥主要作用,会导致输出电压的上升。而输出门在输出高电平时,不会产生上述问题,电压再升也是高电平。所以仅用低电平时的扇出作为指数。
各种不同的门电路,结构不同,产生的问题也不同,TTL、CMOS是典型产品,今后会怎么样可能是未知的。
❹ 什么是扇出
当时都没有听过这个词,结果很茫然。后来工作中用到了CPLD,逐渐了解到扇出的概念,但是很笼统,只知道是输出驱动的问题。由于CPLD只是用于光电编码器的4倍频可逆计数,然后通过一种RAM的读写方式送给单片机,速度不高,并没有出现这个问题,所以也就一直没有深究这个问题。今天一时兴起,了一下“扇出”,搜到了一个blog,上面好多人给出了比较详细的解释,看完之后觉得受益匪浅,决定记录下来。 扇出的能力主要是由管子的静态特性和动态特性来决定。所谓的静态特性,就是前一级的管子对后级的直流电流驱动能力,而能使其稳定工作于Q点,就是其电阻性的表现,也叫DC-Load; 而 动态特性是指电路对于电压切换速度方面的需求(就是高低电压互相切换的速度)。因为无论是线上还是管子本身都有一个等效的容值,这个速度就是电容的充放电时间,也就是RC常数。这时表现为容性,也叫AC-Load.当扇出数超过某个值的时候,电压的切换速度已经不能满足系统的要求。静态特性与动态特性同时对管子起作用,但是一般考虑起主要作用的那个。对于TTL器件来说,一般考虑的是静态的特性,也就是有多大的电流驱动能力。而对于Mos器件来说,如果后面驱动的也是Mos管的话,因为流过后级管子的电流就是管子的漏电流,这个电流极小,因此可以忽略不计。因而可以认为其后级的输入电阻是无穷大的,所以一般不考虑其静态特性,而考虑其动 态特性,也就是电容性。 而MOS管上升与下降时间的延迟(RC常数)主要考虑两个因素:一是R,就是开门管子(ON-transistor,这个我不知道怎么表达)的等效 电阻,二是C,后级的等效电容。因为组成反向器的两个MOS管在开关的时候使用不同的NP沟道,这两个沟道的阻值是不同的,因而造成了上升时间和下降时间的不同,上升时间会长一点,而下降时间会比较短。)
❺ 与非门与或非门扇出系数求法高电平和低电平有什么区别
对CMOS电路,不用的输入端不能悬空,与非门不用的输入端接高电平;或非门接低电平。
❻ 关于数字电路中扇出系数的计算。
扇出系数NO :NO = min{NOL = IOLMAX/ IIS , NOH = IOHMAX/ IIH} ;
其中:
输入短路电流IIS :把与非门的一个输入端直接接地,其余输入端悬空时,由该输入端流向低的电流。
输入漏电流IIH :把与非门的一个输入端接高电平,其余输入端悬空时,流入该输入端的电流。
最大灌电流IOLMAX :在保证与非门输出低电平的前提下,允许流进输出端的最大电流。
最大拉电流IOHMAX :在保证与非门输出高电平的前提下,允许流出输出端的最大电流。
由扇出的定义式我们可以看出扇出系数同灌电流和拉电流密切相关。
测量扇出系数的原理
当给的电流大了,使门的输出低电平有明显升高并接近器件类型所规定的低电平最大值电流值除以该类门输入端的电流值,得到的无量纲数就是扇出数。
一个门只有在低电平时才产生灌电流,也就是其它门的输入端向本输出门提供输出电流,输出门在低电平状态下Ic处于“饥饿”状态,可在不升高输出电压情况下“消化”灌电流。
但超出“饥饿”状态后,晶体管电阻与内部接线电阻的压降将发挥主要作用,会导致输出电压的上升。而输出门在输出高电平时,不会产生上述问题,电压再升也是高电平。所以仅用低电平时的扇出作为指数。
❼ CMOS门电路输入高电平低电平的电压有没有什么规定啊
有一些相关的规定。
1,比如与芯片类型有关,74hcxx输入高低电平分界在0.3-0.7vdd之间,如果电源电压为5v,分界在1.5v到3.5v都算合格。所以低于1.5v肯定是输入低电平,高于3.5v肯定是输入高电平,而1.5v到3.5v则不能确定。所以ttl芯片不能直接驱动高速cmos,而高速cmos可以直接驱动ttl。
2,74hctxx则另有规定,与ttl电平兼容,与74hcxx不同。各种单片机输入高低电平与此又稍有不同。
CMOS逻辑历史
1,早期分离式CMOS逻辑元件只有“4000系列”一种(RCA 'COS/MOS'制程),到了后来的“7400系列”时,很多逻辑芯片已经可以利用CMOS、NMOS,甚至是BiCMOS(双载流子互补式金氧半)制程实现。
2,早期的CMOS元件和主要的竞争对手BJT相比,很容易受到静电放电(ElectroStatic Discharge, ESD)的破坏。而新一代的CMOS芯片多半在输出入接脚(I/O pin)和电源及接地端具备ESD保护电路,以避免内部电路元件的栅极或是元件中的PN结(PN-Junction)被ESD引起的大量电流烧毁。
3,此外,早期的CMOS逻辑元件(如4000系列)的操作范围可由3伏特至18伏特的直流电压,所以CMOS元件的栅极使用铝作为材料。
4,而多年来大多数使用CMOS制造的逻辑芯片也多半在TTL标准规格的5伏特底下操作,直到1990年后,有越来越多低功耗的需求与信号规格出现,取代了虽然有着较简单的信号接口、但是功耗与速度跟不上时代需求的TTL。
5,此外,随着MOSFET元件的尺寸越做越小,栅极氧化层的厚度越来越薄,所能承受的栅极电压也越来越低,有些最新的CMOS制程甚至已经出现低于1伏特的操作电压。这些改变不但让CMOS芯片更进一步降低功率消耗,也让元件的性能越来越好。
6,2004年后,又有一些新的研究开始使用金属栅极,不过大部分的制程还是以多晶硅栅极为主。关于栅极结构的改良,还有很多研究集中在使用不同的栅极氧化层材料来取代二氧化硅,例如使用高介电系数介电材料(high-K dielectric),目的在于降低栅极漏电流(leakage current)。
❽ TTL与非门电路参数中的扇出系数,是指该门电路能驱动什么的电路数量
该门来电路能驱动同类门电路的数量。源
与非门电路是由与门电路和非门电路结合组成的,与门电路的特性是只有当所有的输入都为高电平时,才有信号输出的的电路叫与门电路,所谓非门电路,实际上是一个共发射极开关放大器。
当输入端至少有一个接为低电平时,输出Uo则为高电平,T1→处于深度饱和状态,T2→处于截止状态,T4→处于放大状态,T5→处于截止状态,由此可见电路的输出与输入之间满足TTL与非门电路的逻辑关系,(F=AB)。
(8)无扇出电路扩展阅读:
注意事项:
通常基本的TTL门电路,其扇出数约为10 ,而性能更好的门电路的扇出数最高可达30~50。一般TTL器件的数据手册中,并不给出出数 ,而须用计算或用实验的方法求得,并注意在设计时留有余地,以保证数字电路或系统能正常地运行。
通常输出低电平电流IOL大于输出高电平电流IOH,NOL不等于NOH,因而在实际工程设计中,常取二者中的最小值。
❾ 电路中的扇出比是什么意思
扇出(fan-out)是定义单个逻辑门能够驱动的数字信号输入最大量的术语。大多数TTL逻辑门能够为10个其他数字门或驱动器提供信号。因而,一个典型的TTL逻辑门有10个扇出信号。
在一些数字系统中,必须有一个单一的TTL逻辑门来驱动10个以上的其他门或驱动器。这种情况下,被称为缓冲器的驱动器可以用在TTL逻辑门与它必须驱动的多重驱动器之间。这种类型的缓冲器有25至30个扇出信号。逻辑反向器(也被称为非门)在大多数数字电路中能够辅助这一功能。
❿ 门电路的扇出系数n指的是什么
指的是门电路驱动负载的个数