第一讲 集成逻辑门.ppt

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1、第三章集成逻辑门电路§3.1二极管、三极管的开关特性§3.2分立元件门电路§3.4CMOS集成逻辑门§3.3TTL集成逻辑门3.1.1理想开关的开关特性一、静态特性1.断开2.闭合§3.1二极管、三极管的开关特性SAK二、动态特性1.开通时间：2.关断时间：闭合）（断开断开）（闭合普通开关：静态特性好，动态特性差半导体开关：静态特性较差，动态特性好几百万/秒几千万/秒3.1.2半导体二极管的开关特性一、静态特性1.外加正向电压(正偏)二极管导通(相当于开关闭合)2.外加反向电压(反偏)二极管截止(相当于开关断开)硅二极管伏安特性阴极A阳极

2、KPN结-AK+P区N区++++++++--------正向导通区反向截止区反向击穿区0.50.7/mA/V0D+-+-二极管的开关作用：[例]uO=0VuO=2.3V电路如图所示，试判别二极管的工作状态及输出电压。二极管截止二极管导通[解]D0.7V+-一、静态特性NPN3.1.3半导体三极管的开关特性发射结集电结发射极emitter基极base集电极collectorbiBiCec(电流控制型)1.结构、符号和输入、输出特性(2)符号NNP(Transistor)(1)结构(3)输入特性(4)输出特性iC/mAuCE/V50µA40µ

3、A30µA20µA10µAiB=0024684321放大区截止区饱和区0uBE/ViB/µA发射结正偏放大iC=iB集电结反偏饱和iC＜iB两个结正偏ICS=IBS临界截止iB≈0,iC≈0两个结反偏电流关系状态条件2.饱和导通条件及饱和时的特点（1）饱和导通条件在三极管工作过程中，若基极电流iB大于临界饱和时的数值IBS，则一定饱和导通。（2）饱和时的特点对硅管来说饱和导通以后uBE≈0.7V，uCE=UCES≈0.3V，如同闭合了的开关。饱和时三极管开关等效电路3.截止条件及截止时的特点（1）截止条件当uBE<0.5V时，管子基

4、本上是截止的，uBEton。开关时间一般在纳秒数

5、量级。高频应用时需考虑。§3.2分立元件门电路门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。分立元件门电路：用分立的元件和导线连接起来构成的门电路。它的带负载能力差，体积大，目前基本上不用。uYuAuBR0D2D1+VCC+10V§3.2分立元件门电路3.2.1二极管与门和或门一、二极管与门3V0V符号:与门（ANDgate)ABY&0V0VUD=0.7V0V3V3V0V3V3V真值表ABY000110110001Y=AB电压关系表uA/VuB

6、/VuY/VD1D200033033导通导通0.7导通截止0.7截止导通0.7导通导通3.7二、二极管或门uY/V3V0V符号:或门（ANDgate)ABY≥10V0VUD=0.7V0V3V3V0V3V3VuYuAuBROD2D1-VSS-10V真值表ABY000110110111电压关系表uA/VuB/VD1D200033033导通导通-0.7截止导通2.3导通截止2.3导通导通2.3Y=A+B3.2.2关于高低电平的概念电位指绝对电压的大小；电平指一定的电压范围。高电平和低电平：在数字电路中分别表示两段电压范围。例：上面二极管与门电路

7、中规定高电平为≥3V，低电平≤0.7V。又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定值为3V，但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为0.3V，但从0V到0.8V都算作低电平。1.关于高低电平的概念返回一、半导体三极管非门T截止T导通3.2.3三极管非门（反相器）饱和导通条件:+VCC+5V1kRcRbT+-+-uIuO4.3kβ=30iBiCT饱和因为所以电压关系表uI/VuO/V0550.3真值表0110AY符号函数式+VCC+5V1kRcRbT+-+-uIuO4.3kβ=30iBiC三极管非门:AY1AY作业题:P623-93

8、.3TTL集成逻辑门（Transistor—TransistorLogic）集成门电路把构成门电路的元器件和连线都制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了集成门电路。集成门电路的分类：按所