2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体二极管门电路

半导体二极管门电路 OC门的结构特点 图3.3.36 如图3.3.36所示为OC门的电路和结构和符号，输出管的集电极开路 半导体二极管门电路 工作时需外接负载和电源，如图3.5.37所示 3.5.5 其他类型的TTL与非门 若利用OC门实现线与功能，则将几个OC门的输出并联起来用一个上拉电阻即可，如图3.3.38所示 图3.3.38 3. 线与的实现 工作原理： 3.5.5 其他类型的TTL与非门 对于图3.5.39所示电路，只有Y1、Y2有一个为低电平，Y即为低电平；只有Y1、Y2同时为高电平，Y才为高电平；即 图3.5.39 4、外接负载电阻RL的计算 3.5.5 其他类型的TTL与非门 外接电阻RL的取值合适与否，决定驱动门输出电平是否在允许值之内 当输出为高电平时，所有的驱动管都截止。RL取值不能太大，否则VOH会降低，小于VOH（min），如图3.5.40所示 a. 驱动管输出为高电平时 图3.5.40 输出为高电平的情况 VOH IOH IIH 则 3.5.5 其他类型的TTL与非门 图3.5.40 输出为高电平的情况 VOH IOH IIH 其中n－驱动管的个数 m－负载管输入端的个数IOH－每个OC门T5管截止时的漏电流；IIH－负载门每个输入端的高电平输入电流 b. 驱动管输出为低电平时 3.5.5 其他类型的TTL与非门 当驱动管输出为低电平时，若只有一个驱动门的T5管导通，则RL取值不能太小，否则VOL会提高，大于VOL（max），如图3.5.41所示则： 图3.5.41 输出为高电平的情况 VOL IOL IIL 其中：m－负载管短路电流的个数；IOL－OC门T5管导通时的电流；IIL－负载门每个输入端的短路输入电流 4.OC门的应用 a.实现与或非逻辑－线与 如图3.5.38的线与电路，其输出为 实现电路比较简单 3.5.5 其他类型的TTL与非门 图3.5.38 b.电平转换 与OD门一样，由于OC门的高电平可以通过外加电源改变，故它可作为电平转换电路。 c.实现数据采集 如图3.5. 43,可实现母线（总线）的数据的接收和传送 一般TTL与非门的电平为0 ~ 3.6V,若需要逻辑电平为0 ~12V的逻辑电平，只要将负载电阻接到12V电源即可，其电路如图3.5.42所示 3.5.5 其他类型的TTL与非门 例3.5.6 试为图2.3.35电路中的外接电阻RL选定合适的阻值。已知G1、G2为OC门，输出管截止时的漏电流为IOH＝200μA，输出管导通时允许的最大负载电流为IOLmax＝16mA。G3、G4和G5均为74系列与非门，它们的低电平输入电流为IIL＝1mA，高电平输入电流为IIH＝40μA。，要求OC门的高电平VOH≥3.0V，低电平VOL≤0.4V. 解：当输出为高电平时 当输出为高电平时 3.5.5 其他类型的TTL与非门 例2.3.4 如图2.3.36所示电路，各门均为TTL电路，输出高电平为VOH＝3.6V，VOL＝0.3V。电压表满量程为50V，内阻为20KΩ/V，试问对应给定输入信号A、B、C的取值（如表一)，开关S断开和闭合时V1和V2的值。 3.5.5 其他类型的TTL与非门 � A B VCC2 RL Y 图3.5.37 OC门的工作电路 1 ＆ A B F RL 图3.5.42 OC门在电平转换的应用 TTL CMOS ＋12V ＆ ＆ 图3.5.43 OC门在数据采集的应用 总线 SA SB SC SD SE SF SG A B C D E F G SA～SG为选通信号 1 ＆ A B F RL 图3.5.42 OC门在电平转换的应用 TTL CMOS ＋12V ＆ ＆ 5V A B C D G1 G2 G3 G4 G5 Y 图3.5.44 例3.5.6的电路 ＆ ＆ 5V A B C D G1 G2 G3 G4 G5 Y 图3.5.44 例3.5.6的电路 A B C S 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 断开 断开 闭合 闭合 闭合 表一 ＆ ＆ 1 A B C R Vcc V1 V2 S 图3.5.45 例3.5.7的电路 G1 G2 G3 $