数字电路逻辑门44912

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1、第三章逻辑门电路1、了解几种基本逻辑门电路的组成和工作原理2、掌握典型逻辑门的功能、外特性和实际使用中的一些问题P1基本要求*§3.1二极管的开关特性在数字电路中，器件反映二值逻辑，因此要求器件具有开通和关断两种状态。即：在数字电路中，二极管和BJT工作在开关状态，在脉冲信号作用下，时而截止，时而导通。因此，有必要首先研究它们的开关特性。所谓开关特性指的是器件在开通和关断两种状态转换过程中的电压、电流特性。理想的开关特性：器件从导通→截止，或从截止→导通在瞬间完成。实际情况如何呢？P2*第1章1.2二极管的等效电路一、理想二极管等效电路i

2、/mAu/V符号：正偏时压降为零；反偏时电流为零。二、开关等效电路符号：Uoni/mAu/VUon加正偏时考虑Uon；反偏时电流仍为零。第1章1.2三、折线等效电路i/mAu/V△UUon△I符号：Uonrd正偏时，小于Uon，电流为0；大于Uon，电流曲线一斜线。斜率的倒数为等效电阻静态特性DRLivI+-tvIVF-VRO反向电流IR=VR/RL存储时间ts渡越时间tt反向恢复时间tre=ts+tt反向恢复过程1）二极管从正向导通到截止的过程：P5一、二极管的动态开关特性：tiIFO理想情况tiIF-IRO0.1IRtstt实际情况如

3、何呢？*产生的原因：电荷存储效应外加正电压时——P6*载流子不断扩散并存储，势垒区变薄，形成非平衡少数载流子的积累现象，称为“电荷存储效应”。结论：二极管从反向截止到正向导通所需的时间称为开通时间。※二极管的开关速度主要由其反向恢复时间决定。二极管由导通到截止有一个反向恢复过程，产生的原因是电荷存储效应。反向恢复时间即为存储电荷消散所需的时间。2）二极管从反向截止到正向导通由于PN结在正向电压的作用下，势垒区迅速变窄，正向电阻很小，所以开通时间很短，与反向恢复时间相比，对开关速度的影响很小，一般忽略不计。P7*§2.2BJT的开关特性一、

4、BJT的开关作用：NPN管共射接法输出特性曲线:BJT有三种工作状态:放大、截止、饱和。P8*P33表2.2.1P9*集电极饱和电流：基极临界饱和电流：BJT的基本开关电路：BJT在截止和饱和状态时，对应开关的“断开”和“闭合”，其等效电路为：P10*BJT的动态开关特性tOvI+VB2-VB1tOiCICS0.1ICS0.9ICStrtdtstf当施加如图的激励时，输出电流的响应如图所示：上升沿和下降沿变得缓慢。延迟时间td上升时间tr存储时间ts下降时间tf开通时间ton关闭时间toffton对应基区电荷建立所需要的时间；toff对应

5、存储电荷消散所需要的时间。ton和toff影响BJT的开关速度。P11产生的原因：基区电荷存储效应*4.补充几个概念(1)二极管的箝位作用VIVthD导通后VI理想D：即D导通相当于短路D加反压，I很小且趋向于IS→D截止；理想D时，IS→0→相当于开路或开关断开。即D具有开关作用。(2)如何判断D导通或截止将D断开，测量V阳—V阴>Vth?是:D导通否:D截止对于理想D，只要V阳>V阴→导通(且导通后即箝位),否则截止(3)关于优先导通(V阳—V阴)大的二极管优先导通且箝位D2:V阳2—V阴2=6v-(-3v)=9vD1:V阳1—V阴1

6、=0v-(-3v)=3vD2优先导通且优先箝位(短路)→VAO=6v，D1受反压截止例:?5V§2.3基本逻辑门电路一、二极管“与”门及“或”门电路ABCRVCC(5V)L3V限流电阻截止导通，0.7V电压降5V3+0.7=3.7V1、与门电路：(设3V以上为高电平，0.7V以下为低电平）输入输出全1出1(1)输入均为高电平：注意：有+0.7V的电平移动A、B、C三个输入；L输出P14*ABCRVCC(5V)L0V5V5V导通截止=0+0.7V=0.7V箝制在0.7V有0出0ABC&L=A·B·C只有所有输入都是高电平时，输出才是高电平；

7、否则输出就是低电平——有0出0，全1出1——“与”门注意：有+0.7V的电平移动P15(2)输入有低电平：3V3V优先导通并箝位*截止2、二极管或门电路ABCL0V0V0V截止=0VABCL5V0V0V导通=5-0.7=4.3V截止钳制0.7V只要有一个输入为高电平，输出就是高电平。只有输入均为低电平时，输出才为低电平。——“或”门ABC≥1L=A+B+C全0出0有1出1注意：有-0.7V的电平移动P16*优点：结构简单，易于实现。缺点：有输出电压偏移。与门引起电压的升高，或门引起电压下降所以二极管逻辑门电路一般只用于集成电路的内部逻辑。

8、二极管门电路的优缺点若连续经过几个二极管门电路，则累积影响可能造成逻辑错误。P17*二、非门电路——BJT反相器RbALVccRcT截止放大饱和V1V2vOOvI逻辑0逻辑11AL=A_P18