数字电子电路教案第三章.ppt

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1、概　述第2章　逻辑门电路三极管的开关特性TTL集成逻辑门CMOS集成逻辑门集成逻辑门的应用本章小结2.1概述主要要求：了解逻辑门电路的作用和常用类型。理解高电平信号和低电平信号的含义。TTL即Transistor-TransistorLogicCMOS即ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor一、门电路的作用和常用类型按功能特点不同分普通门(推拉式输出)CMOS传输门输出开路门三态门门电路(GateCircuit)指用以实现基本逻辑关系和常用复合逻辑关系的电子电路。是构成数字电路的

2、基本单元之一按逻辑功能不同分与门或门非门异或门与非门或非门与或非门按电路结构不同分TTL集成门电路CMOS集成门电路输入端和输出端都用三极管的逻辑门电路。用互补对称MOS管构成的逻辑门电路。二、高电平和低电平的含义高电平和低电平为某规定范围的电位值，而非一固定值。高电平信号是多大的信号？低电平信号又是多大的信号？10高电平低电平01高电平低电平正逻辑体制负逻辑体制由门电路种类等决定2.2三极管的开关特性主要要求：理解三极管的开关特性。掌握三极管开关工作的条件。三极管为什么能用作开关？怎样控制它的开和关？当输入uI为

3、低电平，使uBE

4、三极管截止状态等效电路S为放大和饱和的交界点，这时的iB称临界饱和基极电流，用IB(sat)表示；相应地，IC(sat)为临界饱和集电极电流；UBE(sat)为饱和基极电压；UCE(sat)为饱和集电极电压。对硅管，UBE(sat)0.7V，UCE(sat)0.3V。在临界饱和点三极管仍然具有放大作用。uI增大使uBE>Uth时，三极管开始导通，iB>0，三极管工作于放大导通状态。IC(sat)QAuCEUCE(sat)OiCMNIB(sat)TS临界饱和线饱和区放大区一、三极管的开关作用及其条件截止区uBE

5、thBEC三极管截止状态等效电路uI=UIH三极管开通的条件和等效电路当输入uI为高电平，使iB≥IB(sat)时，三极管饱和。uBE+-uBE0.7VUCE(sat)0.3V，C、E间相当于开关合上。iB≥IB(sat)BEUBE(sat)CUCE(sat)三极管饱和状态等效电路iB愈大于IB(Sat)，则饱和愈深。由于UCE(Sat)0，因此饱和后iC基本上为恒值，iCIC(Sat)=开关工作的条件截止条件饱和条件uBE＜UthiB＞IB(Sat)可靠截止条件为uBE≤0[例]下图电路中=50,UBE(

6、on)=0.7V,UIH=3.6V,UIL=0.3V,为使三极管开关工作,试选择RB值,并对应输入波形画出输出波形。解：(1)根据开关工作条件确定RB取值uI=UIL=0.3V时,三极管满足截止条件uI=UIH=3.6V时,为使三极管饱和,应满足iB>IB(sat)因为iB=IHB-0.7VUR所以求得RB<29k，可取标称值27k。OuItUIHUIL+5V(2)对应输入波形画出输出波形OuItUIHUIL可见，该电路在输入低电平时输出高电平，输入高电平时输出低电平，因此构成三极管非门。由于输出信号与输入信号反

7、相，故又称三极管反相器。三极管截止时，iC0，uO+5V三极管饱和时，uOUCE(sat)0.3VOuO/Vt50.3IC(sat)OOOuIiCuOtttUIHUILVCCUCE(sat)上例中三极管反相器的工作波形是理想波形，实际波形为：uI从UIL正跳到UIH时，三极管将由截止转变为饱和，iC从0逐渐增大到IC(sat)，uC从VCC逐渐减小为UCE(sat)。uI从UIH负跳到时UIL，三极管不能很快由饱和转变为截止，而需要经过一段时间才能退出饱和区。二、三极管的动态开关特性IC(sat)OOOuIi

8、CuOtttUIHUILVCCUCE(sat)0.9IC(sat)ton0.1IC(sat)toffuI正跳变到iC上升到0.9IC(sat)所需的时间ton称为三极管开通时间。通常工作频率不高时，可忽略开关时间，而工作频率高时，必须考虑开关速度是否合适，否则导致不能正常工作。uI负跳变到iC下降到0.1IC(sat)所需的时间toff称为三极