数字电子技术第二章.ppt

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1、概　述第2章　逻辑门电路二极管、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最简单的与、或、非门电路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。2.1概述门电路是用以实现逻辑关系的电子电路。门电路分立元件门电路集成门电路双极型集成门（DTL、TTL）MOS集成门NMOSPMOSCMOS基本门电路:与门、或门、非门正逻辑：用高电平表示逻辑1，用低电平表示逻辑0负逻辑：用低电平表示逻辑1，用高电平表示逻辑0在数字系统的逻辑设计中，若采用NPN晶体管和NMOS管，电源电压是正值，一般采用正逻辑。若采用的是

2、PNP管和PMOS管，电源电压为负值，则采用负逻辑比较方便。今后除非特别说明，一律采用正逻辑。2.1概述一、正逻辑与负逻辑二、获得高低电平的方法及高电平和低电平的含义获得高、低电平的基本原理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一些约定:TTL门电路:VILmax=0.7V,VIHmin=1.4VVOLmax=0.3V,VOHmin=3.6VCMOS门电路:VILmax=VIHmax=VDD/2VOL=0V,VOH=VDD对低电平而言,电压

3、越低越好,对高电平而言,电压越高越好.但前提是不能超过电源电压的范围.主要要求：理解二极管、三极管的开关特性。掌握二极管、三极管开关工作的条件。2.2二极管和三极管的开关特性利用二极管的单向导电性，此电路相当于一个受外加电压极性控制的开关。当uI=UIL时，D导通，uO=0.7=UOL－－－开关闭合2.2.1二极管开关特性假定：UIH=VCC，UIL=0当uI=UIH时，D截止，uo=VCC=UOH－－－开关断开三极管为什么能用作开关？怎样控制它的开和关？当输入uI为低电平，使uBE

4、等效电路IC(sat)QAuCEUCE(sat)OiCMNIB(sat)TS负载线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、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

6、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(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

7、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/Vt50.3假设VCC=5V,RB=4K,β=50,求RC多大时,三极管可以进入饱和状态.(输入高电平ＶＩＨ＝５Ｖ)RC>100Ω即可[例]这里