2逻辑门电路.ppt

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1、2逻辑门电路开关器件应具有两种工作状态：一种是接通(要求其阻抗很小，相当于短路)，另一种是断开(要求其阻抗很大，相当于开路)。在数字电路中，二极管、三极管、场效应管在脉冲信号的作用下，主要工作在开关状态，即导通、截止。本章主要研究半导体器件的开关特性，分析导通和截止之间的转化问题。§2-1分立元件门电路一、二极管的开关特性反向截止(断开)正向导通(接通)截止击穿区iD/mAuD/V导通死区0反向饱和电流A击穿电压载流子运动PN结电荷存储一、二极管的开关特性1.导通→截止二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程。例：已知输入ui波形如图所示。uiiRLDuiU

2、F－URt1t00

3、加，PN结电阻性逐渐增大，电流逐渐减小，二极管进入截止状态。t>t1+tS:i-IR0.1IRIFtSttt0uiUF－URt1t0N区中空穴浓渡分布P区中电子浓渡分布nx存储电荷形成IR二极管在开关转换过程中出现的反向恢复过程，实质上是由于电荷存储效应所引起的，反向恢复的时间就是存储电荷消失所需要的时间。一般开关管的反向恢复时间在纳秒(ns)数量级。2.截止→导通二极管从截止转为导通所需的时间同反向恢复时间相比是很短的。PN结在正向电压作用下，内电场迅速减小，有利于截止状态时的漂移少数载流子的扩散，使之开通时间很短。因此，对二极管的开关速度的影响很小，可忽略

4、不计。例：试分析开关特性。(正向导通电压为0.3V，反向截止电流约为零)+EDuouiDRui=0D导通uo=0.3V─即输入信号能传输到输出ui=EDD截止uoED─即输入信号不能传输到输出二、晶体管（BJT）开关电路+UCuouiRbTRCiciBiC/mAuCE/V0UCUCESUC/RCIB=0晶体管的开关过程和二极管一样，也是内部电荷“建立”和“消散”的过程。因此，晶体管的饱和与截止两种状态的相互转换也是需要一定的时间才能完成的。UCES0.3V：临界饱和状态，开关闭合。UCEUC：截止状态，开关断开。+UCuouiRbTRCiciB0

5、tuiict0饱和放大死区截止建立电子浓渡梯度存储电荷t0uotonuiuo饱和截止放大+UCuouiRbTRCiciBuiuoui1ui2饱和截止放大0tuiict0饱和放大死区截止建立电子浓渡梯度存储电荷t0uotontoff饱和时存储电荷临界饱和放大截止逻辑1逻辑0逻辑1逻辑0ton：开通时间。即建立基区电荷时间。toff：关闭时间。即存储电荷消散时间。开关特性分析:ui为高电平：即：ui高电平，uo低电平ui为低电平：T截止IC≈0uo≈UC即：ui低电平，uo高电平可见，uI与uo相位相反，称反相器+UCuouiRbTRCiciB∵uiH高

6、IBT饱和IC=ICSui=uiH1AL三、逻辑门电路1.二极管与门电路分析&ABLCABCD1D2D3L111均导通1RD15VLABCD3D2ViH=3.6V,ViL=0.3V110101100011010001000截截通截通截截通通通截截通截通通通截通通通0000000ABCL00000101001110010111011100000001真值表逻辑表达式：L=ABC2.或门电路逻辑表达式：L=A+B+CABL1C-UCRD3LCBAD1D2分析ABCD1D2D3L000均导通0110101100011010001111通通截通截通通截截截通通

7、截通截截截通通通通1111111ABCL00000101001110010111011101111111真值表ViH=3.6V,ViL=0.3V3.非门─反相器1AL真值表AL0110+UCuouiRbTRCiciB4．与非门真值表&ABLC逻辑表达式：ABCL00000101001110010111011100000001真值表&ABLCABCL000001010011100101110111111111105．或非门1ABLCABCL00000101001110010111011101111111真值表ABL1CABCL0000010100111001

8、0111011110000000真值表