Bài giảng Kỹ thuật điện tử số: Các mạch số giới thiệu tín hiệu và cổng logic, họ logic CMOS, họ logic TTL, giao tiếp TTL/CMOS. Đây là tài liệu tham khảo và học tập dành cho sinh viên ngành Điện - điện tử.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử số: Các mạch số
- Các m ch s
Nguy n Qu c Cư ng – 3i
N i dung
• Tín hi u và c ng logic
• H logic CMOS
• H logic TTL
• Giao ti p TTL/CMOS
Digital Circuits 2
- Tài li u tham kh o
• Digital Design: Principles & Practices – John F
Wakerly – Printice Hall
Digital Circuits 3
Tín hi u logic
• Giá tr logic: “0” và “1”
• Thư ng s d ng “LOW” và “HIGH” thay cho “0”
và “1”:
– LOW: ng v i d i ñi n áp th p
– HIGH: ng v i d i ñi n áp cao
• Logic dương:
– LOW gán cho “0”
– HIGH gán cho “1”
• Logic âm:
– LOW gán cho “1”
– HIGH gán cho “0”
Digital Circuits 4
- • Các m ch logic có th ñư c mô t như các h p
ñen
Digital Circuits 5
M ch logic ñư c mô t thông quan b ng chân lý
Digital Circuits 6
- Các c ng
Digital Circuits 7
Bi u ñ th i gian
(timing diagram)
Digital Circuits 8
- • Timing diagram: bi u di n s ph thu c c a
output vào input theo th i gian:
– Tín hi u logic thay ñ i t 0 ñ n 1 không th c hi n
m t cách t c th i
Digital Circuits 9
Các h logic
• CMOS (Complementary Metal-Oxide
Semiconductor Field Effect Transistor)
• TTL (Transistor-Transistor Logic)
Digital Circuits 10
- CMOS Logic
• MOS logic ñư c phát minh trư c TTL, tuy nhiên
vi c ch t o l i g p khó khăn
• T 1980s khi công ngh bán d n phát tri n, các
ICs d a trên công ngh CMOS d n ñư c s
d ng r ng rãi thay th TTL:
– Công su t tiêu th th p
– M t ñ tích h p cao
Digital Circuits 11
M c logic CMOS
ði n áp cung c p cho ICs CMOS có th thay ñ i
V i ñi n áp cung c p 5V, m c logic:
Digital Circuits 12
- MOS transistor
• Có 2 lo i: n-MOS và p-MOS
Digital Circuits 13
• n-MOS:
– ði n áp ngư ng VT > 0
– Khi VGS < VT dòng ñi n ID nh ñi n tr Rds l n (>
106)
– Khi VGS > VT dòng ñi n ID tăng Rds gi m (c 10
ohms)
– Dòng IG nh (c 10-6A) (leakage current)
• p-MOS: ñi n áp ngư ng âm
Digital Circuits 14
- M ch ñ o cơ b n - CMOS
• n-MOS và p-MOS k t h p t i thành m t c p
CMOS
Digital Circuits 15
Digital Circuits 16
- • Cách ký hi u khác c a n-MOS và p-MOS trong
các m ch logic
Digital Circuits 17
Digital Circuits 18
- CMOS NAND
Digital Circuits 19
Digital Circuits 20
- CMOS NOR
Digital Circuits 21
Digital Circuits 22
- Digital Circuits 23
CMOS AND
AND = NAND k t h p NOT ph c t p hơn NAND
Digital Circuits 24
- buffer
Digital Circuits 25
CMOS AND – OR – INVERT gate
Digital Circuits 26
- Digital Circuits 27
CMOS OR-AND-INVERT gate
Digital Circuits 28
- Digital Circuits 29
M t s thông s c a ICs CMOS
• M c ñi n áp logic (Logic voltage levels)
• ð dư nhi u DC (DC noise margin)
• Fanout
• T cñ
• Công su t tiêu th
• Nhi u
• S phóng tĩnh ñi n
• ð u ra h c c máng (open-drain output)
• ð u ra ba tr ng thái (three-states output)
Digital Circuits 30
- M c logic
Thư ng các datasheet không ñưa d ng ñ th như trên
Digital Circuits 31
• Thư ng s d ng các thông s
Digital Circuits 32
- • Nói chung m c ñi n áp ph thu c vào ngu n
cung c p cho ICs CMOS.
• Thư ng thì:
Digital Circuits 33
Dòng ñi n input
ð i v i h CMOS, dòng ñi n vào chính là dòng dò c a c c gate r t nh
N u ñ u ra c a ICs CMOS n i vào ñ u vào c a ICs CMOS khác thì m c
logic h u như không thay ñ i (do dòng vào c a CMOS nh )
Digital Circuits 34
- Ho t ñ ng v i t i ñi n tr
• Trong m t s trư ng h p, ñi n tr t i nh
hư ng ñ n múc logic t i ñ u ra khi:
– M t output ph i n i v i r t nhi u input CMOS
– M t output n i v i các thi t b có tr kháng vào nh
– ....
xem xét hi u ng DC load:
VOUT at LOW < VOLmax
V UT at HIGH > VOHmin
Digital Circuits 35
Mô hình t i là m t ngu n tín hi u và m t n i tr
Digital Circuits 36
- ouput LOW
Digital Circuits 37
output HIGH
Digital Circuits 38
- Dòng output
• Th c t nhà s n xu t không ñưa ra các mô hình
tương ñương ñi n tr c a các thi t b không
th áp d ng tính giá tr ñi n áp t i ñ u ra
• Tuy nhiên, thư ng nhà s n xu t ñưa ra thông s
sau:
Digital Circuits 39
M t output c a thi t b ñư c coi là sink dòng (sinking current) n u
dòng ñi n t ngu n qua t i và qua output c a thi t b r i t i GND
Dòng sink thư ng quy ư c có giá tr dương
M t output c a thi t b ñư c coi là source dòng (sourcing current)
n u dòng ñi n t ngu n qua qua output c a thi t b qua t i r i t i
GND. Dòng source quy ư c có giá tr âm
Digital Circuits 40
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
