2、特性简要介绍其他类型的双极型和MOS门电路2.1晶体管的开关特性在数字电路中,常将半导体二极管,三极管和场效应管作为开关元件使用。理想开关:接通时阻抗为零;断开时阻抗为无穷大;两状态之间的转换时间为零。实际半导体开关:导通时具有一定的内阻;截止时有一定的反向电流;两状态之间的转换需要时间。2.1.1半导体二极管的开关特性D 下面以硅二极管为例I (mA)D (1)导通条件及导通时的特点V 0OVD 0.5D + 硅二极管伏安特性V >0.7Ri 电路图 VD K + + 近似等简化等V >0.7Ri V >0.7R
3、效电路i 效电路 (2)截止条件及截止时的特点K D + + 简化等V <0.5Ri V <0.5Ri 电路图效电路 (3)开关时间①开启时间:由反向截止转换为正向导通所需要的时间.二极管的开启时间很小,可忽略不计。②关断时间:由正向导通转换为反向截止所需要的时间。二极管的关断时间大约几纳秒。Vcc2.1.2半导体三极管的开关特性I RC C V(1)饱和导通条件及饱和时的特点Ro bVi 饱和导通条件:I BI V I≥I=CS ≈CC BBS ββR C 三极管开关电路饱和导通时的特点:VBE≈0.7V V
4、 CE =VCES=0.1~0.3V发射极和集电极之间如同闭合的开关(2)截止条件及截止时的特点截止条件:VBE<0.5V(硅三极管发射结导通电压)截止时的特点:发射结和集电结均为反向偏置,IB≈IC ≈0, 发射极和集电极之间如同断开的开关。b c c ++三极管开关的近0.7V __0.1~0.3V b 似直流等效电路e e 饱和时截止时(3)开关时间开启时间t on :三极管由截止到饱和所需要的时间,纳秒(ns)级。关断时间t off:三极管饱和由到截止所需要的时间,纳秒(ns)级,t off>t on 。t
5、 off的大小与工作时三极管饱和导通的深度有关,饱和程度越深,t off越长,反之则越短。2.1.3MOS管的开关特性V CC MOS管的三个工作区：R D NMOS 截止区D 管开关G非饱和区（也称电阻区）电路S 饱和区（也称恒流区）MOS管作开关使用时，通常工作在截止区和非饱和区。数字集成电路中常用的MOS管为P沟道增强型和N沟道增强型。(1)导通条件及导通时的特点(以NMOS管为例)导通条件:VGS >VGS(th)N (V GS(th)N为NMOS管的开启电压)导通时的特点:在开关电路中,MOS管导通时一般
7、输出电路的充放电时间常数增加,影响了开关时间。2.2分立元件门电路V (5V)CC 1.二极管与门R O D A A&AFD FB B B D CC 原理图C逻辑符号假设：二极管为理想开关；输入信号VIL=0V,V IH =3V.V (5V)CC 分两种情况分析：R O D 1)A、B、C三端输入均为3VA 30VAF二极管DA 、DB、DC 均导通D B 03VV03VVB D F=3VC 33VVC2)A、B、C三端输入有0V信号输入时，如A、B为0V, C端输入3V二极管DA 、DB导通,DC 截止F=0V综
8、上所述:电路为二极管与门2.二极管或门D A AFD A≥1 B B B FD C 原理图CCR O 逻辑符号V (5V)CC 假设：二极管为理想开关；输入信号VIL=0V,V IH =3V。D A 03VVAFD 分两种情况分析：B 30VV30VB D C 原理图00VVCR O V (5V)CC 1) A、B、C三端输入均为0V，二极管DA 、DB、D
