我的数电05讲述电子教案.ppt

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1、我的数电05讲述门电路：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路，与基本逻辑关系相对应。门电路的主要类型：与门、或门、与非门、或非门、异或门等。门电路的输出状态与赋值对应关系：正逻辑：高电位对应“1”；低电位对应“0”。混合逻辑：输入用正逻辑、输出用负逻辑；或者输入用负逻辑、输出用正逻辑。一般采用正逻辑负逻辑：高电位对应“0”；低电位对应“1”。10/6/20212获得高、低电平的基本原理S开------VO输出高电平，对应“1”。S合------VO输出低电平，对应“0”。在数字电路中，对电压值为多少并不重要，只要能判断高低电平即可。高

2、/低电平都允许有一定的变化范围10/6/20213开关作用二极管反向截止：开关接通开关断开三极管（C,E)饱和区：截止区：开关接通CEB开关断开正向导通：CEB10/6/202142.1.2三极管的开关特性管芯+三个引出电极+外壳返回双极型三极管的结构10/6/20215三极管的结构及类型三极管的结构示意图和符号10/6/202161.静态特性及开关等效电路在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在饱和和截止两种开关状态，放大区只是极短暂的过渡状态。三极管的三种工作状态（a）电路（b）输出特性曲线返回10/6/20217三极管是电流控制的电流

3、源，在模拟电路中，工作在放大区。在数字电路中工作在饱和区或截止区——开关状态。下面以NPN硅管为例进行分析ICSIBSIB=0UCCiCuCEuOuiiBTRcRBUCC饱和区放大区截止区uCEiC0负载线三极管CE之间相当于一个开关：在饱和区“闭合”，截止区“断开”10/6/20218iCuCEuOui=0.3ViBTRcRBUCC饱和区截止区ICSIBSIB=0UCCuCEiC01.三极管的截止条件和等效电路当输入信号uI=UIL=0.3V时（UBE=0.3V<0.5V）三极管截止，可靠截止条件为:UBE<0V截止时，iB、iC都很小，三个

4、极均可看作开路iC≈0，uO=UOH=UCC输入特性0uBE/ViB0.50.7iB=0，等效电路BCE输出特性10/6/202192.三极管的饱和条件和等效电路在模拟电路中，为了不产生失真，通常规定饱和时UCES=1V。由于三极管的输入特性很陡，通常认为饱和时的UBES和导通时的UBE相等（硅管：0.7V，锗管0.3V）在数字电路中，为了更接近理想开关，规定饱和时UCES=0.3V。输入特性0uBE/ViB/μAUBES饱和区截止区ICSIBSIB=0UCCuCEiC0输出特性UCES10/6/202110将三极管刚刚从放大进入饱和时的状态称

5、为：临界饱和状态。当输入信号uI=UIH=3.2V时iCuCEuOui=3.2ViBTRcRBUCCIB=0UCCuCEiC0输出特性ICSIBSUCES临界饱和集电极电流：定义饱和深度：临界饱和基极电流：可靠饱和条件为：iB≥IBSUCESBCEUBES等效电路10/6/202111开关等效电路(1)截止状态条件：发射结反偏特点：电流约为010/6/202112(2)饱和状态条件：发射结正偏，集电结正偏特点：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅10/6/202113图2.9　三极管开关等效电路(a)截止时(b)饱和时10/6/20211

6、4从二极管已知，PN结存在电容效应在饱和与截止两个状态之间转换时，iC的变化将滞后于VI，则VO的变化也滞后于VI2.三极管的开关时间（动态特性）10/6/202115(1)开启时间ton三极管从截止到饱和所需的时间。ton=td+trtd：延迟时间tr：上升时间(2)关闭时间toff三极管从饱和到截止所需的时间。toff=ts+tfts：存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长）tf：下降时间toff>ton。开关时间一般在纳秒数量级。高频应用时需考虑。10/6/202116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

7、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。分立元件门电路和集成门电路: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。简单、经济、功耗低，负载差。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。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门电路。2.2分立元件门电路172.2.1二极管与门电路1.电路2.工作原理A、B为输入信号（+3V或0V）F为输出信号VCC＝+5V表2-1　电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3

8、.7V返回10/6/202118用逻辑1表示高电平（此例为≥+3V）用逻辑0表示低电平（此例为≤0.7V）ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0