2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路传输门和双向模拟开关

电路传输门和双向模拟开关 o I v v / C C TP TN TG o I v v / I o v v / C C I o v v / VDD D、S 在结构上完全对称，信号可以双向传输,属于双向器件。 设：控制端高、低电平分别为VDD和0； 输入与输出间是断开的，输出呈高阻态 TN、 TP都截止， 传输门截止。 TN和TP中总有一个导通， 输入输出间呈低阻态， 传输门导通， 可以传输连续变化的模拟电压信号。 VDD 0 0 VDD 电路传输门和双向模拟开关 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 三态门的应用 （1）用于总线（BUS）传输 公用总线 E1 E2 E3 用公用总线分时传送不同数据  1门工作  2门工作  3门工作 任一时刻只能有一个门工作，其余处于高阻态（禁止态）   1 D1 E1  EN 1 D2 E2 EN 1 D3 E3 EN （2）用于数据双向传输： EN=1， G1使能， G2禁止， D0经G1反相后送到总线。 EN=0， G1禁止， G2使能， D1经G2反相后送出。 1 D0 EN EN 2 D1 EN G1 G2 TG o I v v / I o v v / C C o I v v / C C TP TN I o v v / VDD D、S 在结构上完全对称，信号可以双向传输,属于双向器件。 应用： （1）用来组成各种复杂的逻辑电路。 （2）用作模拟开关，传输连续变化的模拟电压信号。 1 TG SW 模拟开关符号 模拟开关电路结构 高电平有效 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 TG1 TG2 A B Y A=1、B=0时，TG1截止，TG2导通，Y=B =1; ′ 举例： 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 TG1 TG2 A B Y A=0、B=1时，TG2截止，TG1导通，Y=B =1; 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 TG1 TG2 A B Y A=0、B=0时，TG2截止，TG1导通，Y=B =0; 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 TG1 TG2 A B Y A=1、B=1时，TG1截止，TG2导通，Y=B =0; ′ 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2、防静电打击和过压击穿 CMOS输入端是FET的栅极，输入阻抗极高，氧化层很薄，极易被击穿造成永久性的损坏，在使用时要注意防止静电打击或其他瞬变电压引起的过压击穿 ②在储存和运输过程中，最好采用导电材料进行屏蔽 ③调试电路时应使电烙铁或其他工具、仪表良好接地 3、注意电源电压极性，防止输出端短路 ①CMOS电路的电源电压，切记不能把极性接反，否则会使保 护二极管因过流而损坏。 ②电路输出端既不能和电源短接，也不能和地短接，否则输 出级的MOS管就会因过流而损坏。 ③除了OD门和三态门之外，不同输出端不能并联起来使用， 否则容易造成输出级MOS 管因过流而损坏。 ①在安装、改变电路连接、插拔CMOS器件时，须先切断电源 4、多余输入端的处理 ② 对于“与”门，“与非”门的多余端接高电平 。 ③ 对于“或”门、“或非”门的多余端接低电平 。 ①CMOS电路的输入端不允许悬空，因为悬空会使电位不 定，破坏正常的逻辑关系，另外，悬空时输入阻抗高，易 受外界噪声干扰，使电路产生误动作，而且也极易使栅极 感应静电造成击穿。 ④ 如果电路的工作速度不高，功耗也不需要特别考虑， 则可采将多余的输入端和工作端并接 。 5、驱动能力问题。 CMOS电路的驱动能力，除选用驱动能力较强的大缓冲器来提高之外，还可以将同一个芯片几个同类电路并接起来，这时驱动能力提高到Ｎ倍（Ｎ为并联门电路的数量）。 （以不影响电路的工作为原则） （74HCT）CMOS门电路与TTL门电路的接口 74HCT 74LS VDD / VCC 5V 5V VOHmin 3.84V 2.7V VOLmax 0.33V 0.5V IOHmax -4mA -0.4mA IOLmax 4mA 8mA VIHmin 2V 2V VILmax 0.8 0.8V IIHmax 0.001mA 0.02mA IILmax -0.001mA -0.4mA 1：CMOS门驱动TTL门 电平匹配，可以直接驱动， 只要总的负载电流不超过输出电流的最大值即可。 $