逻辑门电路使用中的几个实际问题

以上讨论了几种逻辑门电路特别是重点地讨论了 TTL和CMOS两种电路。在具体的应用中可以根据要求来选用何种器件。器件的主要技术参数有传输延迟时间、功耗、噪声容限，带负载能力等，据此可以正确地选用一种器件或两种器件混用。下面对几个实际问题，如不同门电路之间的接口技术，门电路与负载之间的匹配等进行讨论。

一、各种门电路之间的接口问题

　　在数字电路或系统的设计中，往往由于工作速度或者功耗指标的要求，需要采用多种逻辑器件混合使用 ，例如，TTL和CMOS两种器件都要使用。由前面几节的讨论已知，每种器件的电压和电流参数各不相同，因而需要采用接口电路，一般需要考虑下面三个条件：
　　1.驱动器件必须能对负载器件提供灌电流最大值。
　　2.驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流。
　　3.驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围
，包括高。低电压值。
　　其中条件１和２，属于门电路的扇出数问题，已在第四节作过详细的分析。条件３属于电压兼容性的问题。其余如噪声容限、输入和输出电容以及开关速度等参数在某些设计中也必须予以考虑。
　　下面分别就CMOS门驱动TTL 门或者相反的两种情况的接口问题进行分析。

1.CMOS门驱动TTL门

　　在这种情况下，只要两者的电压参数兼容，不需另加接口电路，仅按电流大小计算出扇出数即可。
　　下图表示CMOS门驱动TTL门的简单电路 。当CMOS门的输出为高电平时，它为TTL负载提供拉电流，反之则提供灌电流。

例2.9.1——74HC00与非门电路用来驱动一个基本的TTL反相器和六个74LS门电路。试验算此时的CMOS门电路是否过载？
解：
　　（1）查相关手册得接口参数如下：一个基本的TTL门电路，I_IL＝1.6mA，六个74LS门的输入电流I_IL＝6×0.4mA＝2.4mA。总的输入电流I_IL(total)＝1.6mA＋2.4mA＝4mA。
　　（2）因74HC00门电路的I_OL＝I_IL＝4mA，所驱动的TTL门电路未过载。

2. TTL门驱动CMOS门

　　此时TTL为驱动器件，CMOS为负载器件。由手册可知，当TTL输入为低电平时 ，它的输出电压参数与CMOS HC的输入电压参数是不兼容的。例如，LSTTL的V_OH(min)为2.7V，而HC CMOS的V_IH(min)为3.5V。为了克服这一矛盾，常采用如上图所示的接口措施。由图可知，用上拉电阻R_p接到V_DD可将TTL的输出高电平电压升到约5V，上拉电阻的值取决于负载器件的数目以及TTL和CMOS的电流参数。
　　当TTL驱动CMO——HCT时，由于电压参数兼容 ，不需另加接口电路。基于这一情况，在数字电路设计中 ，也常用CMOS——HCT当作接口器件，以免除上拉电阻。