MOS管邏輯電路-分析重點(diǎn):
1.MOS管構(gòu)成的緩沖器Buffer和漏極開(kāi)路們OD門(mén)是數(shù)字電路非常重要的概念,怎么構(gòu)成的?
2.反相器,線與邏輯怎么玩, 又怎么用呢?
3.根據(jù)原理圖,真值表,應(yīng)用典型電路全面了解基本的邏輯門(mén),與門(mén),或門(mén),與非門(mén)。
4.導(dǎo)體SS, TT, FF是怎么回事?
MOS管邏輯電路(與門(mén),或門(mén),非門(mén)等)
作為硬件工程師,不能不懂芯片;而要想懂芯片,MOS管構(gòu)成的各種基本邏輯電路必須熟記于心,才能夠更熟練的看懂芯片的框圖。場(chǎng)效應(yīng)管(Field-Effect Transistor)通過(guò)不同的搭配可以構(gòu)成各種各樣的門(mén)電路,如開(kāi)篇所說(shuō),這些最基本的單元電路或許是現(xiàn)代IC的基礎(chǔ)。以下的電路形式在常用的74系列的芯片中大量存在著,之后介紹的OD門(mén),緩沖器則常見(jiàn)于芯片的GPIO口等管腳的設(shè)計(jì)。
MOS管構(gòu)成基本的與門(mén)、或門(mén)電路
與門(mén)可以由六個(gè)管子構(gòu)成,通過(guò)示意圖應(yīng)該能更清楚看出與門(mén)的工作示意圖,然后由真值表可以看出輸入輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本文中給出與門(mén)的對(duì)應(yīng)電路,如有興趣,大家可以思考或門(mén)的電路結(jié)構(gòu),其實(shí)二者是存在對(duì)應(yīng)關(guān)系的。
2. 反相器
下圖則給出了反相器的電路圖,輸入和輸出狀態(tài)相反,謂之反相器。
電路分析:
輸入Vi為低電平時(shí),上管導(dǎo)通,下管截止,輸出為高電平;輸入Vi為高電平時(shí),上管截止,下管導(dǎo)通,輸出為低電平。
與非門(mén)
下圖則給出了與非門(mén)的電路圖,與非門(mén)也就是同為零,異為一。
當(dāng)A,B輸入均為低電平時(shí),1,2管導(dǎo)通,3,4管截止,C端電壓與Vdd一致,輸出高電平。當(dāng)A輸入高電平,B輸入低電平,1,3管導(dǎo)通,2,4管截止,C端電位與1管的漏極保持一致,輸出高電平。
當(dāng)A輸入低電平,B輸入高電平,2,4導(dǎo)通,1,3管截止,C端電位與2管的漏極保持一致,輸出高電平。當(dāng)A,B輸入均為高電平時(shí),1,2管截止,3,4管導(dǎo)通,C端電壓與地一致,輸出低電平。
4. 緩沖器Buffer
電路分析:
前面一級(jí)Q1,Q2組成了一個(gè)反相器;后面一級(jí)Q3,Q4又構(gòu)成了一個(gè)反相器,相當(dāng)于反了兩次相,于是又還原了。
5. 漏極開(kāi)路門(mén)
漏極開(kāi)路門(mén)是一個(gè)十分經(jīng)典常用的電路,常見(jiàn)于主芯片的GPIO口或者單片機(jī)的GPIO口的設(shè)計(jì)中。最重要的一點(diǎn)就是:漏極開(kāi)路是高阻態(tài),一般應(yīng)用需要接上拉電阻。
【漏極開(kāi)路門(mén)的應(yīng)用-線與邏輯】
“線與”邏輯是因?yàn)槎鄠€(gè)邏輯單元的輸出的三極管,共用一個(gè)上拉電阻,只要一個(gè)邏輯單元輸出低電平,即集電極(漏極)開(kāi)路輸出的管子導(dǎo)通,那么輸出低電平;而只有全部單元截止,輸出端被上拉電阻置為高電平,這是一個(gè)很實(shí)用的電路,可以用于邏輯仲裁等電路系統(tǒng)中。
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