晶体管的开关特性+32基本逻辑门电路

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1、第3章集成逻辑门电路3.1概述3.2半导体二极管逻辑门电路3.4TTL集成逻辑门电路3.3MOS集成逻辑门电路*3.5TTL与CMOS电路的接口1门电路分立元件门电路集成门电路双极型集成门（TTL集成门）单极型集成门（MOS集成门）集成逻辑门中使用的开关器件是：晶体管场效应管研究它们的开关特性门电路是数字系统最基本的单元电路。与门、或门、与非门、或非门、异或门等。3.1概述2ViVoK5VRK断开----K闭合----可用二极管、三极管、场效应管代替Vo=5v输出高电平Vo=0v输出低电平3.1.1获得高低输出电平的原理电路33.1.2、高、低电平的概念电平

2、就是电位，在数字电路中，人们习惯于高、低电平一词来描述电位的高低。它们表示的都是一定的电压范围，而不是一个固定不变的数值。高电平的电压范围：1.8-5V低电平的电压范围：0-0.8V0V5V0.8V1.8V正逻辑10负逻辑0143.2.1晶体二极管的开关特性二极管正偏与等效电路–+1kΩ5V(a)(b)–RVcc0.7V++–i+–0.7v3.2半导体二极管逻辑门电路5Vcc–R+(b)–5V+0mA–5V+1kΩ(a)二极管反偏与等效电路6tVi0(a)ti0(b)tre二极管动态电流波形7VCC=+5VAFR=2.8KBCABCF0000

3、0101001110010111011100000001&ABCFIILIIL=(VCC-0.7)/RIIL=(5-0.7)/2.8K=1.5mA3.2.2二极管与门电路8思考如下问题：（1）试问IIL，IIL1，IIL2，IIL3其值各为多少？它们之间有何关系？（设VCC=5V，UIL=0.3V，UIH=6V）IIL3IIL2FIIL&IIL1VCC=+5VAFR=2.8KBCIIL1IIL2IIL3IIL&将几个输入端并联使用时，总的输入低电平电流与使用单个输入端的输入低电平电流基本相等。IIL=(5-0.7)/2.8（mA）IIL1=IIL2=I

4、IL3=IIL/39（2）在下图中，（设VCC=5V，UIL=0.3V，UIH=6V）。F+6V&IIHR2.8kΩVCC+5VD3D2ABCD1输入高电平电流IIH=二极管反向饱和电流IIH+6V10在下图中，IIH，IIH1，IIH2，IIH3其值各为多少？它们之间有何关系？（设VCC=5V，UIL=0.3V，UIH=6V）。IIH3FIIHIIH2+6V&IIH1VCC=+5VAFR=2.8KBC将几个输入端并联使用时，总的输入高电平电流将按并联输入端的数目加倍。IIH1+6VIIH2IIH3113.2.3半导体二极管或门电路R=

5、2.8KABCFABCF01110100100001010011011101111111≥1ABCF12二极管与门和或门电路的缺点：（2）负载能力差（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值的情况。133.4TTL集成逻辑门电路集成电路（Integratedcircuit），简称IC。就是将元器件和连线制作在一个半导体基片上的完整电路。集成度：一个芯片内含有等效逻辑门的个数。小规模集成电路SSI1-10个逻辑门/片中规模集成电路MSI10-100个逻辑门/片大规模集成电路LSI大于100个逻辑门/片超大规模ICVLSI10000以上个逻辑门/片所用半

6、导体器件的不同TTL电路MOS电路143.4.1晶体三极管的开关特性1.晶体三极管的工作状态截止、放大、饱和iC/mAVCE/V截止区饱和区80μA60μA40μA20μAIB=0放大区0RCRBVCCvivoiBiCb15RCRBVCCvivoiBiCb截止：发射结、集电结都反偏vi<0.7viB≈0iC≈0vo≈VCC放大：发射结正偏、集电结反偏vo=vce=VCC-iCRCvi>0.7viB>0iC=βiB饱和：发射结、集电结都正偏>0.7viB>0vo=vces≈0.3vβiB>iCviVCE/V截止区饱和区80μA60μA40μA20μAIB=

7、0放大区016iC/mAVCE/V截止区饱和区80μA60μA40μA20μAIB=0放大区0饱和判别条件:iB≥IBS饱和：ICS(VCC-0.3)/RC临界饱和：IBS=ICS/RCRBVCCvivoiBiCb-BRBESViV=Bi17RCRBVCCvivoiBiCb(a)截止：vi<0.7viB≈0iC≈0vo≈VCC放大：vo=vce=VCC-iCRCvi>0.7viB>0iC=βiB饱和：vi>0.7viB>0vo=vces≈0.3viCS=(VCC–0.3)/RCiB≥IBS判断三极管是否饱和的条件IBS=(VCC–0.3)/βRC18

8、RCRBVCCvivoiBiCb(a)例1.在所示