第1章数字电子技术概述.ppt

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1、数字电子技术概述第一章模拟量：在时间上和数值上连续变化的物理量。数字量：将时间上和数值上不连续的（即离散的）量称数字量。uu模拟信号波形数字信号波形tt1.1数字电路和模拟电路的区别1.1.1模拟量和数字量对模拟（量）信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。对数字信号（量）进行传输、处理的电子线路称为数字电路。1.1.2数字信号与数字系统由数字电路来进行信号加工和处理的工程系统称数字系统。u数字信号波形t数字信息的表示1.1.2数字信号与数字系统1.数字系统的优点标准化数字信息传递和加工的速度愉快通用性灵活性逻辑运算功能强1.1.2数字信号与数字系统2.数字电路的分

2、类按半导体器件分按集成度分：双极型电路（TTL、ECL、I2L）小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI)和超大规模（VLSI）集成电路。单极型电路（NMOS、PMOS、CMOS、）按有无记忆功能分组合逻辑电路时序逻辑电路（2-6）1.2半导体器件的开关特性1.2.1二极管开关特性二极管的内部结构（2-7）1.2.1二极管开关特性PN结施加正向电压时，在外电场作用下，耗尽层的宽度变窄，N区中的电子和P区中的空穴都能顺利通过PN结，形成较大的扩散电流。PN结转化为导通状态。（2-8）1.2.1二极管开关特性PN结施加反向电压时，在外电场与内部电场一致，PN结的

3、耗尽层的宽度大大增加，扩散电流大大减小，PN结转化为截止状态。1.2.1二极管开关特性1.二极管的伏安特性导通：Ui>死区电压(0.5V)，UD为二极管正向压降（0.7V）(硅二极管),二极管相当于开关闭合。截止：ui<死区电压（0.5V）时，ID=0，二极管相当于开关关断。反向击穿：当在二极管上施加较大的反向压时，反向电流急剧增长。1.2.2三极管开关特性1.三极管的原理及符号NPN型三极管PNP型三极管1.2.2三极管开关特性RCRbAC+uccBE2.截止工作状态（a）NPN硅三极管共射极电路（b）截止状态等效电路若Ui<钳位电压（折线化后的死区电压，为0.7V

4、),三极都处于截止状态。VBEiEiciBUi1.2.2三极管开关特性RCRbAC+uccBE2.放大状态（a）NPN硅三极管共射极电路若Ui>0.7V,发射极正偏，三极管呈放大状态。VBEiEiciBUiiC=βiBiE=iC+iB若VBE=0.7V,三极管处于截止和放大状态边缘，称为临界导通点。1.2.2三极管开关特性RCRbAC+uccBE3.饱和工作状态（a）NPN硅三极管共射极电路（c）导通状态等效电路三极管导通后，随着Ui的增大，iB、ic、iE都增大，VCE＝UCC－icRc不断下降，当VCE降到0.7V以下时，三极管集电结由反偏转为正偏，为个状态称为饱

5、和状态。VBEiEiciBUi1.2.3MOS场效应管开关特性1.MOS管的结构2.NMOS管开关作用NMOS管的符号G端加高电平时的等效电路G端加低电平时的等效电路G栅极D漏极S源极BN衬底栅极加高电平，漏极与源极间导通，D-S相当于接通的开关栅极加低电平，漏极与源极间截止，D-S相当于断开的开关3.PMOS管开关作用PMOS管的符号G端加低电平时的等效电路G端加高电平时的等效电路G栅极D漏极S源极BP衬底栅极加低电平，漏极与源极间导通，D-S相当于接通的开关栅极加高电平，漏极与源极间截止，D-S相当于断开的开关（1-17）1.3数制所谓数制是进位计数制度的简称。我

6、们日常生活中有许多不同的数制。例如，十进制是“逢十进一”，钟表计时采用60进制、即六十秒为一分，六十分为一小时，十二英寸为一英尺，则采用的是十二进制等等。（1-18）一、数制表示1.十进制的表示十进制是使用最早的一种主要的计数制度。遵循逢十进一的规律表示数的十个数码：1,2,3,4,5,6,7,8,9,0（1-19）一个十进制数数N可以表示成：若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路状态与十个记数码相对应。这样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。（1-20）一般地对于一个任意n位整数，m位小数的十进制数(N)10可以表示为：(1—1—2)(1—1—1)=或（1-2

7、1）ai表示相应数位的数码，可以是0，1…9十个数码中的任意一个，记作0≤ai≤9，我们把“十”称为十进制的基数。所谓“基数”是指在一个数制中可能用到的数码个数。例如，二进制的基数是“二”，R进制的基数是R。n、m为正整数，分别代表整数位数和小数位数；(N)10的下标10（也可用D）表示十进制数。Hexadecimal：十六进制的Decimal：十进制的Binary：二进制的（1-22）式(1—1—1)称为十进制数的位置计数法或称并列表示法，式(1—1—2)称为十进制数的多项式表示法，或称按权展开式。10i称为数码ai具有的“权”。例如；数码a3的权