数字逻辑电路与系统设计

本教材为江苏省高等学校精品教材立项研究项目。
本书是根据原国家教育委员会批准的电子技术基础课程的基本要求编写的。教材系统地介绍了数字逻辑电路的基本概念、基本理论、基本方法以及常用数字逻辑部件的功能和应用。主要内容包括：数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、常用组合逻辑功能器件、时序逻辑电路、常用时序逻辑功能器件、半导体存储器和可编程逻辑器件、脉冲信号的产生与整形、数模和模数转换。本教材将硬件描述语言的介绍渗透于各个章节。
本教材理论联系实际、循序渐进、便于教学。全书叙述简明，概念清楚；知识结构合理，重点突出；深入浅出，通俗易懂，图文并茂；例题、习题丰富，各章还配有复习思考题。
本教材可供高等学校电气信息类专业的本科生和研究生使用，也可供有关专业技术人员参考。

蒋立平，1955年生。江苏省常州市人。1982年毕业于南京工学院无线电工程系，南京理工大学电子技术中心主任、教授。主持建设的南京理工大学“电子学”课程群。2004年被评为江苏省优秀课程群，主持建设的南京理工大学“数字逻辑电路”课程，2006年被评为江苏省“一类精品课

第2章 逻辑门电路
逻辑门电路是指能完成一些基本逻辑功能的电子电路，简称门电路，它是构成数字电路的基本单元电路。从生产工艺上看，门电路可分为分立元件门电路和集成门电路两大类。分立元件门电路目前已很少采用，本章将主要介绍集成门电路。本章首先介绍晶体管的开关特性，然后着重讨论目前广泛使用的TTL和CMOS门电路的逻辑功能和电气特性（主要是外部特性），并简要地介绍其他类型的双极型电路和MOS门电路，最后讨论TTL和CMOS电路的接口。
2.1 晶体管的开关特性
数字集成电路按所用半导体器件的不同，可分为两大类：一类是以双极型晶体管为基本元件组成的集成电路，称为双极型数字集成电路，属于这一类的有DTL（Diode Transistor Logic）、TTL（Transistor-Transistor Logic）和ECL（Emitter Coupled Logic）等电路；另一类是以MOS晶体管为基本元件组成的集成电路，称为MOS型（或单极型）数字集成电路，属于这一类的有NMOS（N—Channel Metal-Oxide-Semiconductor）和CMOS（Complement Metal-Oxide—Semiconductor）等电路。
在数字电路中，经常将半导体二极管、三极管和场效应管作为开关元件使用，它们在电路中的工作状态有时导通，有时截止，并能在信号的控制下进行两种状态的转换。这是一种非线性的大信号运用。一个理想的开关，接通时阻抗应为零，断开时阻抗应为无穷大，而这两个状态之间的转换应该是瞬间完成的。但实际上晶体管在导通时具有一定的内阻，而截止时仍有一定的反向电流，又由于它本身具有惰性（如双极型晶体管中存在着势垒电容和扩散电容，场效应管中存在着极间电容），因此两个状态之间的转换需要时间，转换时间的长短反映了该器件开关速度的快慢。下面讨论半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性。
1.半导体二极管的开关特性
由于二极管具有单向导电性，所以在数字电路中经常把它当做开关使用。正向运用时，电阻很小，接近短路；反向运用时，电阻很大，接近断路。所以用它做开关是合适的。图2.1是硅二极管的伏安特性曲线。
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