数字电子技术基础 阎石 .pptx
一、双极型三极管的结构管芯+三个引出电极+外壳第1页/共33页基区薄低掺杂发射区高掺杂集电区低掺杂第2页/共33页以NPN为例说明工作原理：o当VCC VBBobe 结正偏,bc结反偏oe区发射大量的电子ob区薄，只有少量的空穴obc反偏，大量电子形成IC第3页/共33页二、三极管的输入特性和输出特性 三极管的输入特性曲线（NPN）oVON：开启电压o硅管，0.5 0.7Vo锗管，0.2 0.3Vo近似认为:oVBE 0.7V以后，基本为水平直线第5页/共33页o特性曲线分三个部分放大区：条件VCE 0.7V,iB 0,iC随iB成正比变化，iC=iB。饱和区：条件VCE 0,VCE 很低，iC 随iB增加变缓，趋于“饱和”。截止区：条件VBE=0V,iB=0,iC=0,ce间“断开”。第6页/共33页三、双极型三极管的基本开关电路只要参数合理：只要参数合理：V VI I=V=VILIL时，时，T T截止，截止，V VO O=V=VOHOHV VI I=V=VIHIH时，时，T T导通，导通，V VO O=V=VOLOL第7页/共33页工作状态分析：第8页/共33页图解分析法：第9页/共33页四、三极管的开关等效电路截止状态截止状态饱和导通状态饱和导通状态第10页/共33页五、动态开关特性从二极管已知，从二极管已知，PNPN结存在电容效应。结存在电容效应。在饱和与截止两个在饱和与截止两个状态之间转换时，状态之间转换时，i iC C的变化将滞后于的变化将滞后于V VI I，则，则V VO O的变化也的变化也滞后于滞后于V VI I。第11页/共33页iCICS很小，约为数百欧，相当于开关闭合可变 很大，约为数百千欧，相当于开关断开 c、e间等效内阻VCES 0.20.3 VVCEVCCiCRcVCEO VCC管压降 且不随iB增加而增加ic iBiC 0集电极电流 发射结和集电结均为正偏 发射结正偏，集电结反偏 发射结和集电结均为反偏偏置情况工作特点 iB iB0条件饱 和放 大截 止工作状态BJT的开关条件 0 iB 第12页/共33页六、三极管反相器三极管的基本开关电路就是非门实际应用中，为保证VI=VIL时T可靠截止，常在 输入接入负压。参数合理？参数合理？V VI I=V=VILIL时，时，T T截止，截止，V VO O=V=VOHOHVI=VIHVI=VIH时，时，T T截止，截止，V VO O=V=VOLOL第13页/共33页输出级T3、D、T4和Rc4构成推拉式的输出级。用于提高开关速度和带负载能力。中间级T2和电阻Rc2、Re2组成，从T2的集电结和发射极同时输出两个相位相反的信号，作为T3和T4输出级的驱动信号；Rb1 4k W Rc2 1.6k W Rc4 130 W T4 D T2 T1+vI T3+vO 负载 Re2 1K W VCC(5V)输入级 中间级输出级 TTL反相器的基本电路1.电路组成输入级T1和电阻Rb1组成。用于提高电路的开关速度第14页/共33页2.TTL反相器的工作原理（逻辑关系、性能改善）（1）当输入为低电平（I=0.2 V）T1 深度饱和截止导通导通截止饱和低电平T4D4T3T2T1输入高电平输出T2、T3截止，T4、D导通第15页/共33页（2）当输入为高电平（I=3.6 V）T2、T3饱和导通 T1:倒置的放大状态。T4和D截止。使输出为低电平.vO=vC3=VCES3=0.2V第16页/共33页输入输入A输出输出L0110逻辑真值表 逻辑表达式 L =A 饱和截止T4低电平截止截止饱和倒置工作高电平高电平导通导通截止饱和低电平输出D4T3T2T1输入第17页/共33页二、电压传输特性第18页/共33页二、电压传输特性第19页/共33页二、电压传输特性第20页/共33页3.5.5其他类型的TTL门电路一、其他逻辑功能的门电路1.与非门第21页/共33页TTL与非门电路的工作原理 任一输入端为低电平时:TTL与非门各级工作状态 IT1T2T4T5 O输入全为高电输入全为高电平平(3.6V)倒置使用的放大倒置使用的放大状态状态饱和饱和截止截止饱和饱和低电平低电平（0.2V）输入有低电平输入有低电平 (0.2V)深饱和深饱和截止截止放大放大截止截止高电平高电平（3.6V）当全部输入端为高电平时：输出低电平 输出高电平 第22页/共33页2.或非或非门3.与或非门第23页/共33页4.异或异或门第24页/共33页二、集电极开路的门电路1、推拉式输出电路结构的局限性 输出电平不可调 负载能力不强，尤其是高电平输出 输出端不能并联使用 OC门第25页/共33页2、OC门的结构特点第26页/共33页OC门实现的线与线与第27页/共33页3、外接负载电阻RL的计算第28页/共33页3、外接负载电阻RL的计算第29页/共33页3、外接负载电阻RL的计算第30页/共33页三、三态输出门（Three state Output Gate,TS）第31页/共33页三态门的用途第32页/共33页感谢您的观看！第33页/共33页
