数字电路第三章：TTL与CMOS集成门电路解析

"该资源是阎石第五版《数字电路》课件中的第三章内容，主要讲解了TTL和CMOS集成门电路的相关知识，包括它们的逻辑关系、外部电气特性以及正确使用方法。课程重点介绍了TTL电路与CMOS电路的结构与特点。" 在数字电路中，门电路扮演着至关重要的角色，它们用于执行基本的逻辑运算，如与、或、非、与非、或非、与或非和异或等。在正逻辑系统中，高电平代表逻辑1，低电平代表逻辑0，而在负逻辑系统中，这些定义相反。通过控制半导体开关元件的导通和截止状态，我们可以得到高电平和低电平，从而实现逻辑操作。 半导体二极管被用作简单的开关元件，其开关特性表现在当正向电压超过阈值（约0.5V）时导通，反之截止。在导通状态下，二极管可以看作是一个具有0.7V电压降的电压源。二极管的反向恢复时间是影响其开关速度的关键因素，它是指存储电荷消失所需的时间，通常远大于开通时间。 二极管可以构建简单的逻辑门，例如与门和或门。二极管与门（Y=A·B）要求两个输入A和B都为高电平时，输出Y才为高电平。而二极管或门（Y=A+B）则只要A或B任一为高电平，输出Y就会是高电平。 接下来，课程转向CMOS技术，这是现代数字电路中广泛使用的另一种集成门电路技术。CMOS（互补金属氧化物半导体）电路基于P型和N型MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的组合，分别称为PMOS和NMOS。在CMOS门电路中，MOS管作为开关，通过控制栅极电压来改变源漏之间的通道电阻，实现逻辑状态的切换。 MOS管的开关特性体现在，当栅极电压相对于源极达到一定阈值时，形成导电沟道，晶体管导通；否则，沟道不存在，晶体管截止。在CMOS门电路中，PMOS和NMOS管通常配对使用，一个导通时另一个截止，这样可以有效地避免静态功耗，这是CMOS电路的一大优势。 第三章的内容详细阐述了二极管和MOS管在数字逻辑门电路中的应用，以及TTL和CMOS电路的结构和特点。对于理解和设计数字系统来说，这些基础知识至关重要。学习者应当掌握这些内容，以便在实际电路设计和分析中灵活运用。