数字电子基础康华光

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1、3.2TTL逻辑门3.2.1BJT的开关特性3.2.2基本BJT反相器的动态特性3.2.3TTL反相器的基本电路3.2.4TTL逻辑门电路3.2.5集电极开路门和三态门3.2.6BiMOS门电路一.二极管的开关特性二极管符号：正极负极＋uD－二极管的伏安特性：二极管的单向导电性（PN结的基本特性），相当于一个受外加电压极性控制的开关。导通条件及特点条件：VD>0.7V特点：相当于0.7V电压降的闭合开关截止条件及特点条件：VD<0.7V特点：相当于完全断开的开关二极管的静态开关特性：DRLiot1tVF-VRiIF-IRts

2、t0.1IR二极管从正向导通到截止有有一个反向恢复过程二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。称为反向恢复时间其中为存储时间，为渡越时间二极管的反向恢复过程是由于电荷存储效应引起的，反向恢复时间就是存储电荷消失的时间。正向导通时，非平衡少数载流子积累的现象叫电荷存储效应。动态特性3.2.1BJT的开关特性iB0，iC0，vO＝VCE≈VCC，c、e极之间近似于开路,vI=0V时:iB>IBS，iCVCC/RC，vO＝VCE≈0.2V，c、e极之间vI=5V时:近似于短路.＋－RbRc+VCCbce＋－截止状态饱和

3、状态iB≥IBSui=UIL<0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3V＋－RbRc+VCCbce＋－＋＋－－0.7V0.3VQ2uiiBeRbbiC(mA)直流负载线VCCRc0+VCCiCuo工作原理电路输出特性曲线80μA60μA40μA20μAiB=00UCESVCCuCE(V)00.5uBE(V)输入特性曲线iB(μA)Q1QRcc饱和区截止区放大区iC＝ICS≈很小，约为数百欧，相当于开关闭合可变很大，约为数百千欧，相当于开关断开c、e间等效内阻VCES≈0.2~0.3VVCE＝VCC－iCRcVCEO≈V

4、CC管压降且不随iB增加而增加ic≈iBiC≈0集电极电流发射结和集电结均为正偏发射结正偏，集电结反偏发射结和集电结均为反偏偏置情况工作特点iB>iB≈0条件饱和放大截止工作状态BJT的开关条件0

5、饱和时的基极电流：uo=uCE=UCC-iCRc=5-1.5×1=3.5Vuo=VCC=5V③ui＝3V时，三极管导通，基极电流：而因为iB>IBS，三极管工作在饱和状态。输出电压：uo＝UCES＝0.3V三极管的开关时间：晶体三极管也是有惰性的开关，截止状态和饱和状态之间的转换不能在瞬间完成。由于BJT管内部电荷“建立”，“消散”，需要一定的时间完成动态特性注意：三极管饱和越深，由饱和到截止的延迟时间越长。三极管从截止到导通，称为开通时间TONTON=Td+Tr，它是建立基区电荷的时间；三极管从导通到截止，称为关断时间TO

6、FFTOFF=Ts+Tf，它是存储电荷消散的时间。CL的充、放电过程均需经历一定的时间，必然会增加输出电压O波形的上升时间和下降时间，导致基本的BJT反相器的开关速度不高。若带电容负载的影响故需设计有较快开关速度的实用型TTL门电路。2.3基本逻辑门电路1、二极管与门+VCC(+5V)R3kΩLD1AD2B5V0VABL&0VAD1BD25VLR3kΩ2、二极管或门ABL≥1Aβ=40+5VL电路图1逻辑符号AL1kΩ4.3kΩ3、非门电路——BJT反相器①uA＝0V时，三极管截止，iB＝0，iC＝0，输出电压uY＝VCC

7、＝5V②uA＝5V时，三极管导通。基极电流：iB＞IBS，三极管工作在饱和状态。输出电压uL＝UCES＝0.3V。三极管临界饱和时的基极电流为：输出级T3、D、T4和Rc4构成推拉式的输出级。用于提高开关速度和带负载能力。中间级T2和电阻Rc2、Re2组成，从T2的集电极和发射极同时输出两个相位相反的信号，作为T3和T4输出级的驱动信号；Rb14kWRc21.6kWRc4130WT4DT2T1+–vIT3+–vO负载Re21KWVCC(5V)输入级中间级输出级3.2.3TTL反相器的基本电路1.电路组成输入级T1和电阻Rb1

8、组成。用于提高电路的开关速度2.TTL反相器的工作原理（逻辑关系、性能改善）（1）当输入为低电平（I=0.2V）T1深度饱和T2、T3截止，T4、D导通输入T1T2T3D4T4输出低电平饱和截止截止导通导通高电平（2）当输入为高电平（I=3.6V）T2、T3饱和导通T1:倒置的放大状态