电子技术基础课件第二章.ppt

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1、2.逻辑门电路 2.2 TTL逻辑门电路 2.1 基本逻辑门电路 2.3 MOS门电路 学习目的与要求1、了解二极管和三极管的开关特性。4、掌握OC门和三态门的电路结构特点，并能够进行应用。2、掌握基本逻辑运算及基本的逻辑门电路。3、掌握TTL 和MOS逻辑门电路的功能、特性参数和使用方法。5、了解逻辑门在使用时应注意的问题。(1)加正向电压VF时，二极管导通，管压降VD可忽略。二极管相当于一个闭合的开关。1、二极管的静态特性（回忆）二极管的开关特性2.1 基本逻辑门电路3V0VRD导通S3VR相当于开关闭合数字电路中常用的逻辑器件有哪 些？2、静态特性及开关等效电路（1）正向导通时UD(ON

2、)0.7V（硅）0.3V（锗）RD 几 几十相当于开关闭合 二极管的伏安特性曲线(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽 略。二极管相当于一个断开的开关。0VRD截止 截止S0VR相当于 相当于开关断开 开关断开反向截止时反向饱和电流极小反向电阻很大（约几百k）相当于开关断开二极管的伏安特性曲线 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压vi控制的开关。当外加电压vi为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的变化在“开”态与“关”态之间转换。动态特性定义：二极管作为开关使用时，由开通关断 由关断 开通之间的转换特性。当脉冲信号的频率很高时，开关状态的变化速度很快，每秒可达百万次，这就要求

3、器件的开关转换速度要在微秒甚至纳秒内完成。3、二极管的动态特性RLviiD二极管从正向导通到反向截止的过程通常将二极管从导通转为截止所需的时间称为反向恢复时间:tre=ts+ttvitVF-VRIF-IRt1tstt0.1IRit存储时间 渡越时间 在t1 时，突然I VR时，电路中电流 i=?二极管从正向导通到反向截止的过程4、产生反向恢复过程的原因 正向（饱和）电流愈大，电荷的浓度分布梯度愈大，存储的电荷愈多，电荷消散所需的时间也愈长。0 t1期间，PN结承受正向电压，有利于多子的扩散。使得耗尽层变窄，形成电流。同时在P 区和N 区形成了一定的电荷存储。Vi 由VFVR，由于存储电荷电荷的

4、存在，存储电荷不会马上消失，它减小的两种途径：（1）在反向电场的作用下，P 区的电子被拉回到N 区，N区的空穴被拉回P 区，形成反向漂移电流。（2）与多数载流子复合 反向恢复时间一般在纳秒数量级。产生反向恢复的过程的原因：存储电荷消散需要时间。5、二极管从反向截止到正向导通的过程二极管从截止转为正向导通所需的时间称为开通时间。原因是：PN结加正偏电压时，其正向压降很小，比VF小得多，故电路中的正向电流IF VF/RL。主要由外电路参数决定。结论：二极管的开通时间与反向恢复时间相比很小，可以忽略不计。二极管的动态特性主要考虑反向恢复时间。VCC RC iC T Rb ib+v1 IB5 iC I

5、BS=IB4 IB3 IB2 IB1 A vCE V CC iB=0 V CES O ICS V CC/Rc CIBS=VCC/Rc ICS=VCC/Rc CEVCES0.2V-VB1 VCC RC iC T Rb ib+v1+VB12.1.2 BJT的开关特性1.BJT 的三种工作状态截止状态cbe饱和状态Vb=0.7v,Vc=0.3vebcuuO O 00uO+UCCRCEC相当于开关闭合u uO O U UCC CCuO+UCCRCEC相当于 相当于开关断开 开关断开iCICS工作状态 截 止 放 大 饱 和条件iB0 0 iB 工作特点偏置情况 发射结和集电结均为反偏 发射结正偏，集电

6、结反偏 发射结和集电结均为正偏集电极电流iC 0 Ic iB 且不随iB增加而增加管压降VCEO VCCVCEVCCiCRcVCES 0.20.3 V c、e间等效内阻 很大，约为数百千欧，相当于开关断开可变很小，约为数百欧，相当于开关闭合NPN 型BJT 截止、放大、饱和三种工作状态的特点三极管的开关时间 开启时间ton 上升时间tr延迟时间td关闭时间toff下降时间tf存储时ts2.BJT 开关的动态特性(1)开启时间ton 三极管从截止到饱和所需的时间。ton=td+tr td：延迟时间 tr：上升时间 开关时间随管子类型的不同而不同，一般为几十几百纳秒。开关时间越短，开关速度越高。一

7、般可用改进管子内部构造和外电路的方法来提高三极管的开关速度。(2)关闭时间 三极管从饱和到截止所需的时间。ts：存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长）tf：下降时间二极管与门电路与逻辑符号2.1.3 基本逻辑门电路1、二极管与门电路VCC+(5V)R 3kW L D1 D2 D3 A B C 0 v若输入端中有任意一个为0V,另两个为+5V0V5V5V 输 入 输 出VAVBVCVL0 0 0 00 0+5 V 00+5 V 0 00+5 V+5 V 0+5 V 0+5 V 0+5 V 0+5 V 0+5 V+5 V 0 0+5 V+5 V+5 V+5 V输入与输出电压关系 输 入 输 出

8、VAVBVCVL0 0 0 00 0+5 V 00+5 V 0 00+5 V+5 V 0+5 V 0+5 V 0+5 V 0+5 V 0+5 V+5 V 0 0+5 V+5 V+5 V+5 V 输 入 输 出A B C LL L L LL L H LL H L LL H H LH L L LH L H LH H L LH H H HVCC+(5V)R 3kW L D1 D2 D3 A B C 5 vA、B、C 三个都输入高电平+5V5V5V5V 输 入 输 出A B C L0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 1真值表二极

9、管或门电路或逻辑符号1输入端A、B、C 都为0V 0 V输 入 输 出A B C L0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 1 2.二极管或门电路输 入 输 出A B C L0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 10V0V0V“或”逻辑真值表输入端中有任意一个为+5V5 V输 入 输 出A B C L0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 1输 入 输 出A B C L0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 10V5V0V“或”逻辑真值表 二极管或门（a）电路（b）逻辑符号（c）工作波形三极管反相电路非逻辑符号反相器传输特性 3.三极管非门电路