欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:61277670
大小:1.56 MB
页数:88页
时间:2021-01-23
《数字罗逻辑电路与系统设计ppt02教学文稿.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、数字罗逻辑电路与系统设计ppt02+-Vi>0.7RVD近似等效电路+-Vi>0.7RK简化等效电路(2)截止条件及截止时的特点D+-Vi<0.5R电路图+-Vi<0.5RK简化等效电路(3)开关时间①开启时间:由反向截止转换为正向导通所需要的时间.二极管的开启时间很小,可忽略不计。②关断时间:由正向导通转换为反向截止所需要的时间。二极管的关断时间大约几纳秒。RCICRbIBViVoVcc三极管开关电路(1)饱和导通条件及饱和时的特点饱和导通条件:IB≥IBS=ICSβ≈VCCβRC饱和导通时的特点:VBE≈0.7VVCE=VCES=0.1
2、~0.3V发射极和集电极之间如同闭合的开关2.1.2半导体三极管的开关特性(2)截止条件及截止时的特点截止条件:VBE<0.5V(硅三极管发射结导通电压)截止时的特点:发射结和集电结均为反向偏置,IB≈IC≈0,发射极和集电极之间如同断开的开关。+_+_0.7V0.1~0.3Vbce饱和时ecb截止时三极管开关的近似直流等效电路(3)开关时间开启时间ton:三极管由截止到饱和所需要的时间,纳秒(ns)级。关断时间toff:三极管饱和由到截止所需要的时间,纳秒(ns)级,toff>ton。toff的大小与工作时三极管饱和导通的深度有关,饱和程
3、度越深,toff越长,反之则越短。2.1.3MOS管的开关特性GSDRDVCCMOS管的三个工作区:截止区;非饱和区;饱和区。MOS管作开关使用时,通常工作在截止区和非饱和区。数字集成电路中常用的MOS管为P沟道增强型和N沟道增强型。NMOS管开关电路(1)导通条件及导通时的特点(以NMOS管为例)导通条件:VGS>VTN(VTN为NMOS管的开启电压)导通时的特点:在开关电路中,MOS管导通时一般工作在非饱和区,这时要求VGS>VTN+VDS,导通电阻RDS为几百欧姆。(2)截止条件及截止时的特点截止条件:VGS4、源之间没有形成导电沟道,呈高阻状态,阻值一般为109~1010Ω,MOS管截止。NMOS管开关近似直流等效电路VDDRDRDSDGS(几百Ω)导通状态VDDRDDGS截止状态(3)开关时间MOS管本身的开关时间很小.组成开关电路时,由于管子间的寄生电容和布线电容的存在,加上MOS管的输入、输出阻抗较大,使输入、输出电路的充放电时间常数增加,影响了开关时间。2.2分立元件门电路2.2.1二极管门电路1.二极管与门&ABCF逻辑符号DADBDCROVCC(5V)ABCF原理图假设:二极管为理想开关;输入信号VIL=0V,VIH=3V.综上所述:5、电路为二极管与门DADBDCROVCC(5V)ABCF分两种情况分析:1)A、B、C三端输入均为3V二极管DA、DB、DC均导通F=3V3V3V3V3V2)A、B、C三端输入有0V信号输入时,如A、B为0V,C端输入3V二极管DA、DB导通,DC截止F=0V0V0V3V0V2.二极管或门≥1ABCF逻辑符号3V3V3V0V0V0V0V0VDADBDCROVCC(-5V)ABCF原理图假设:二极管为理想开关;输入信号VIL=0V,VIH=3V。分两种情况分析:A、B、C三端输入均为0V,二极管DA、DB、DC均导通F=0V2)A、B、C三端输6、入有3V信号输入时,如A、B为3V,C端输入0V,二极管DA、DB导通,DC截止F=3V2.2.2三极管门电路1.非门工作原理(设三极管电流放大倍数β=30)Vi=0V,则三极管基极电位VB<0V,满足截止条件VBE<0.5V,三极管截止,IC=0,VO=Vcc=3V,为高电平。RCR1ViVoVcc(3V)三极管非门电路1.5kΩR2VBB(-5V)10kΩ1kΩVB而三极管饱和时所需要的最小基极电流IBS=ICS/β=(Vcc-VCE)/(RC·β)=(3-0.3)/(1×30)=0.09mA②Vi=3V,三极管饱和。因为饱和时VB=07、.7V,基极电流IB=(Vi-VB)/R1-(VB-VBB)/R2=(3-0.7)/1.5-(0.7-(-5))/10=0.96mARCR1ViVoVcc(3V)三极管非门电路1.5kΩR2VBB(-5V)10kΩ1kΩVB结论:由于IB>IBS所以,三极管饱和.输出为低电平.VO=0.1~0.3VTTL电路分类:中速TTL、高速TTL(HTTL)、肖特基TTL(STTL)、低功耗TTL(LTTL)、低功耗肖特基TTL(LSTTL)、先进低功耗肖特基TTL(ALSTTL)等。2.3TTL门电路三极管—三极管逻辑门电路(TTL),是指输入端和8、输出端都用三极管的电路,简称TTL电路,是双极型数字集成电路。2.3.1TTL与非门典型电路及其工作原理(1)电路组成电路分三个部分:输入级、中间级、输出级。①输入级:R1、T1
4、源之间没有形成导电沟道,呈高阻状态,阻值一般为109~1010Ω,MOS管截止。NMOS管开关近似直流等效电路VDDRDRDSDGS(几百Ω)导通状态VDDRDDGS截止状态(3)开关时间MOS管本身的开关时间很小.组成开关电路时,由于管子间的寄生电容和布线电容的存在,加上MOS管的输入、输出阻抗较大,使输入、输出电路的充放电时间常数增加,影响了开关时间。2.2分立元件门电路2.2.1二极管门电路1.二极管与门&ABCF逻辑符号DADBDCROVCC(5V)ABCF原理图假设:二极管为理想开关;输入信号VIL=0V,VIH=3V.综上所述:
5、电路为二极管与门DADBDCROVCC(5V)ABCF分两种情况分析:1)A、B、C三端输入均为3V二极管DA、DB、DC均导通F=3V3V3V3V3V2)A、B、C三端输入有0V信号输入时,如A、B为0V,C端输入3V二极管DA、DB导通,DC截止F=0V0V0V3V0V2.二极管或门≥1ABCF逻辑符号3V3V3V0V0V0V0V0VDADBDCROVCC(-5V)ABCF原理图假设:二极管为理想开关;输入信号VIL=0V,VIH=3V。分两种情况分析:A、B、C三端输入均为0V,二极管DA、DB、DC均导通F=0V2)A、B、C三端输
6、入有3V信号输入时,如A、B为3V,C端输入0V,二极管DA、DB导通,DC截止F=3V2.2.2三极管门电路1.非门工作原理(设三极管电流放大倍数β=30)Vi=0V,则三极管基极电位VB<0V,满足截止条件VBE<0.5V,三极管截止,IC=0,VO=Vcc=3V,为高电平。RCR1ViVoVcc(3V)三极管非门电路1.5kΩR2VBB(-5V)10kΩ1kΩVB而三极管饱和时所需要的最小基极电流IBS=ICS/β=(Vcc-VCE)/(RC·β)=(3-0.3)/(1×30)=0.09mA②Vi=3V,三极管饱和。因为饱和时VB=0
7、.7V,基极电流IB=(Vi-VB)/R1-(VB-VBB)/R2=(3-0.7)/1.5-(0.7-(-5))/10=0.96mARCR1ViVoVcc(3V)三极管非门电路1.5kΩR2VBB(-5V)10kΩ1kΩVB结论:由于IB>IBS所以,三极管饱和.输出为低电平.VO=0.1~0.3VTTL电路分类:中速TTL、高速TTL(HTTL)、肖特基TTL(STTL)、低功耗TTL(LTTL)、低功耗肖特基TTL(LSTTL)、先进低功耗肖特基TTL(ALSTTL)等。2.3TTL门电路三极管—三极管逻辑门电路(TTL),是指输入端和
8、输出端都用三极管的电路,简称TTL电路,是双极型数字集成电路。2.3.1TTL与非门典型电路及其工作原理(1)电路组成电路分三个部分:输入级、中间级、输出级。①输入级:R1、T1
此文档下载收益归作者所有