数电PPT课件康华光版第三章.ppt

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1、2逻辑门电路2.1二极管的开关特性2.3基本逻辑门电路2.4TTL逻辑门电路*2.5射极耦合逻辑门电路2.2BJT的开关特性2.7NMOS逻辑门电路2.9逻辑门电路使用中的几个实际问题2.8正负逻辑问题2.6CMOS逻辑门电路教学基本要求1、了解半导体器件的开关特性。2、掌握基本逻辑门（与、或、与非、或非、异或门）、三态门、OC门的逻辑功能。3、学会逻辑电路逻辑功能分析。4、掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。2逻辑门电路实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。1逻辑门电路：2逻辑门电路的分类：二极

2、管门电路三极管门电路TTL门电路MOS门电路PMOS门CMOS门逻辑门电路分立集成NMOS门TTL--三极管-三极管HTL–高阈值ECL–射极耦合I2L–集成注入概述－构成数字逻辑电路的基本元件3高、低电平产生的原理当S闭合，vO=当S断开，vO=概述0V+5V(低电平)(高电平)理想的开关应具有两个工作状态：接通状态：断开状态：要求阻抗越小越好，相当于短路（导通）要求阻抗越大越好，相当于开路（截止）end概述2.1二极管的开关特性一、数字电路中，二极管工作在开关状态：二极管正向导通时：导通电阻很小，两端相

3、当于短路；二极管反向截止时：等效电阻很大，两端相当于开路。当脉冲信号的频率很高时，开关状态的变化速度很快，每秒可达百万次，这就要求器件的开关转换速度要在微秒甚至纳秒内完成。二极管的开关特性表现在正向导通和反向截止状态之间的转换过程（即动态特性）：二、二极管的动态特性在0～t1期间，vi＝VF时，D导通，电路中有电流流过：RLvii＋－D1.二极管从正向导通到反向截止的过程vitVF-VRIF-IRt1tstt0.1IRit二、二极管的动态特性RLvii＋－D1.二极管从正向导通到反向截止的过程：通常将二极管

4、从导通转为截止所需的时间称为反向恢复时间:tre=ts+ttvitVF-VRIF-IRt1tstt0.1IRit存储时间渡越时间在t1时，突然I＝－VR时，电路中电流i=?反向恢复时间一般在纳秒数量级。1.二极管从正向导通到反向截止的过程二、二极管的动态特性正向（饱和）电流愈大，电荷的浓度分布梯度愈大，存储的电荷愈多，电荷消散所需的时间也愈长。产生反向恢复的过程的原因：存储电荷消散需要时间1.二极管从反向截止到正向导通的过程二、二极管的动态特性结论：二极管的开通时间与反向恢复时间相比很小，可以忽略不计。二

5、极管的动态特性主要考虑反向恢复时间。二极管从截止转为正向导通所需的时间称为开通时间。原因是：PN结加正偏电压时，其正向压降很小，比VF小得多，故电路中的正向电流IFVF/RL。主要由外电路参数决定。end112.2BJT的开关特性1.BJT的开关作用2.BJT的开关时间122.2BJT的开关特性1.BJT的开关作用IB5iCIBS=IB4IB3IB2IB1AvCEVCCiB=0VCESOICSVCC/RcCIBS=VCC/RcICS=VCC/RcCE＝VCES≈0.2VVCCRCiCTRbib+–v1

6、-VB1VCCRCiCTRbib+–v1+VB113截止状态cbe饱和状态Vb=0.7v,Vc=0.3vebc1.BJT的开关作用2.2BJT的开关特性14iC＝ICS≈工作状态截止放大饱和条件iB≈00工作特点偏置情况发射结和集电结均为反偏发射结正偏，集电结反偏发射结和集电结均为正偏集电极电流iC≈0ic≈iB且不随iB增加而增加管压降VCEO≈VCCVCE＝VCC－iCRcVCES≈0.2~0.3Vc、e间等效内阻很大，约为数百千欧，相当于开关断开可变很小，约为数百欧，相当于开关闭合2.

7、NPN型BJT截止、放大、饱和三种工作状态的特点15v1+VB2–VB2OtiCICS0.9ICS0.1ICSOtrtsttftd3.BJT的开关时间开通时间ton=td+trtd–延迟时间tr–上升时间关闭时间toFF=ts+tfts–存储时间tf-下降时间开关时间随管子类型的不同而不同，一般为几十～几百纳秒。开关时间越短，开关速度越高。一般可用改进管子内部构造和外电路的方法来提高三极管的开关速度。end162.3基本逻辑门电路2.3.1二极管与门电路2.3.2二极管或门电路2.3.3非门电路─三极管反相

8、器172.3.1二极管与门电路二极管与门电路与逻辑符号VCC+(5V)R3kWLD1D2D3ABC18VCC+(5V)R3kWLD1D2D3ABC0v若输入端中有任意一个为0V,另两个为+5V输入与输出电压关系0V5V5V2.3.1二极管与门电路输入输出VAVBVCVL000000+5V00+5V000+5V+5V0+5V0+5V0+5V0+5V0+5V+5V00+5V+5V+5V+5V19输入输出VAVBVCV