电子学习模拟电路教案第2课时.ppt

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1、第2章逻辑门电路门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与我们所讲过的基本逻辑关系相对应，门电路主要有：与门、或门、与非门、或非门、异或门等。在数字电路中，一般用高电平代表1、低电平代表0，即所谓的正逻辑系统。100VVcc只要能判断高低电平即可正逻辑+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC2．1二极管的开关特性第2章逻辑门电路数字集成电路绝大多数都是由双极型二极管、三极管或单极型场效应管组成。这些晶体管大部分工作在导通和截止状态，相当于开关的“接通”和“断开”。2．1．1晶体二极管的开关特性静态开关特性

2、：什么条件下导通，什么条件下截止动态开关特性：导通与截止两种状态之间转换过程的特性2．1双极型晶体管的开关特性及简单门2．1．1晶体二极管的开关特性1、晶体二极管静态开关特性（1）二极管正向导通时的特点及导通条件VON：门槛电压或称阈值电压、开启电压VD：导通压降VD=0.7V视为硅二极管导通的条件二极管正向导通时的等效电路2．1双极型晶体管的开关特性及简单门2．1．1晶体二极管的开关特性1、晶体二极管静态开关特性（1）二极管正向导通时的特点及导通条件（2）二极管反向截止时的特点及截止条件A.截止条件：vD

3、D≤0，保证二极管可靠截止C.VZ：二极管的反向击穿电压二极管截止时的等效电路VIVon：阈值(开启)电压硅管0.5V,锗管0.1V。VD:导通压降硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。VZ:反向击穿电压PNIs:反向饱和电流静态特性：uououi＝0V时，二极管截止，如同开关断开，uo＝0V。ui＝5V时，二极管导通，如同0.7V的电压源，uo＝4.3V。Ui<0.5V时，二极管截止，iD=0。Ui>0.5V时，二极管导通。2．1．1晶体二极管的开关特性2、晶体二极管动态开关特性动态过程（过渡过程）：二极管导通和截止之

4、间转换过程。tre反向恢复时间：二极管从导通到截止所需时间。若二极管两端输入电压的频率过高，会使输入负电压的持续时间小于它的反向恢复时间，此时二极管将失去其单向导电性。反向恢复时间：从导通到截止所需时间。tre=ts+ttVIiV1V2I1I2tretIs:反向饱和电流0动态特性：ttsttts——存储时间tt——渡越时间（由于PN结电容中存有电荷——电荷存储效应）二极管开通时间很短,可忽略不计。二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。2．2双极型晶体三极管(BJT)的开关特性三极管具有饱和、放大和截止三种工作状态，在数字

5、电路中，静态主要工作于饱和和截止状态。NPN型硅三极管开关电路及其特性2．2双极型晶体三极管的开关特性（1）三极管的截止状态和可靠截止的条件当vI很小，如vI<0.5V时：A.vBE小于开启电压，B－E间，C－E间都截止B.C.三极管工作在Q1点或Q1点以下位置，三极管的这种工作状态叫截止状态NPN硅三极管截止的条件为vBE≤0.5V，可靠截止的条件为vBE≤0V。2．2双极型晶体三极管的开关特性（2）三极管的放大状态当输入电压vI≥0.7V时：A.vBE大于开启电压，B－E间导通B.vBE被钳在约0.7V，C.三极管工作在Q

6、2点附近,于Q1和Q3之间,三极管的这种工作状态称为放大状态。2．2双极型晶体三极管的开关特性（3）三极管的饱和状态和可靠饱和的条件当输入电压vI增加：A.iB增加，工作点上移，当工作点上移至Q3点时，三极管进入临界饱和状态。B.iB再增加，输出iC将不再明显变化。C.工作点向上移至Q3点以上，饱和深度增加，进入可靠饱和状态。VCE=VCES≈0.3V当输入电压vI增加：三极管的开关特性＋－RbRc+VCCbce＋－截止状态饱和状态iB≥IBSui=UIL<0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3V＋－RbRc+VCCb

7、ce＋－＋＋－－0.7V0.3V饱和区截止区放大区②ui=0.3V时，因为uBE<0.5V，iB=0，三极管工作在截止状态，ic=0。因为ic=0，所以输出电压：①ui=1V时，三极管导通，基极电流：因为0IBS，三极管工作在饱和状态。输出电压：uo＝UCES＝0.3V2．2双极型晶体三极

8、管的开关特性三极管的截止状态三极管的饱和状态NPN型硅三极管开关等效电路三极管作为开关使用时只需要：饱和状态和截止状态输入信号为高电压时，应使三极管可靠地饱和；输入信号为低电压时，应使三极管可靠地截止。2．2双极型晶体三极管的开关特性（4）三极管开关的过渡过程ton=td+t