最新第三章-逻辑门电路教学讲义PPT.ppt

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1、第三章-逻辑门电路第三章逻辑门电路§3.1数字电路中的二极管与三极管§3.2基本逻辑门电路§3.3TTL逻辑门电路§3.4MOS逻辑门电路§3.5集成逻辑门电路的应用§3.6混合逻辑中逻辑符号的变换23.1数字电路中的二极管与三极管(1)加正向电压VF时，二极管导通，管压降VD可忽略。二极管相当于一个闭合的开关。一、二极管的开关特性1．二极管的静态特性3二、三极管的开关特性1．三极管的三种工作状态（1）截止状态：当VI小于三极管发射结死区电压时，IB＝ICBO≈0，IC＝ICEO≈0，VCE≈VCC，三极

2、管工作在截止区，对应图1.4.5（b）中的A点。三极管工作在截止状态的条件为：发射结反偏或小于死区电压7此时，若调节Rb↓，则IB↑，IC↑，VCE↓，工作点沿着负载线由A点→B点→C点→D点向上移动。在此期间，三极管工作在放大区，其特点为IC＝βIB。三极管工作在放大状态的条件为：发射结正偏，集电结反偏（2）放大状态：当VI为正值且大于死区电压时，三极管导通。有8（3）饱和状态：保持VI不变，继续减小Rb，当VCE＝0.7V时，集电结变为零偏，称为临界饱和状态，对应图（b）中的E点。此时的集电极电流称为

3、集电极饱和电流，用ICS表示，基极电流称为基极临界饱和电流，用IBS表示，有:9若再减小Rb，IB会继续增加，但IC已接近于最大值VCC/RC，不会再增加，三极管进入饱和状态。饱和时的VCE电压称为饱和压降VCES，其典型值为：VCES≈0.3V。三极管工作在饱和状态的电流条件为：IB＞IBS电压条件为：集电结和发射结均正偏1011解：根据饱和条件IB＞IBS解题。例电路及参数如图1.4.6所示，设输入电压VI=3V，三极管的VBE=0.7V。（1）若β＝60，试判断三极管是否饱和，并求出IC和VO的值。

4、（2）将RC改为6.8kW，重复以上计算。∵IB＞IBS∴三极管饱和。IB不变，仍为0.023mA∵IB＜IBS∴三极管处在放大状态。12（3）将RC改为6.8kW，再将Rb改为60kW，重复以上计算。由上例可见，Rb、RC、β等参数都能决定三极管是否饱和。该电路的则饱和条件可写为：即在VI一定（要保证发射结正偏）和VCC一定的条件下，Rb越小，β越大，RC越大，三极管越容易饱和。在数字电路中总是合理地选择这几个参数，使三极管在导通时为饱和导通。IBS≈0.029mA∵IB＞IBS∴三极管饱和。＞132．

5、三极管的动态特性（1）延迟时间td——从输入信号vi正跳变的瞬间开始，到集电极电流iC上升到0.1ICS所需的时间（2）上升时间tr——集电极电流从0.1ICS上升到0.9ICS所需的时间。（3）存储时间ts——从输入信号vi下跳变的瞬间开始，到集电极电流iC下降到0.9ICS所需的时间。（4）下降时间tf——集电极电流从0.9ICS下降到0.1ICS所需的时间。14一、二极管与门和或门电路1．与门电路3.2基本逻辑门电路152．或门电路16二、三极管非门电路17二极管与门和或门电路的缺点：（1）在多个门

6、串接使用时，会出现低电平偏离标准数值的情况。（2）负载能力差18解决办法：将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组合起来。19三、DTL与非门电路工作原理：（1）当A、B、C全接为高电平5V时，二极管D1～D3都截止，而D4、D5和T导通，且T为饱和导通，VL=0.3V，即输出低电平。（2）A、B、C中只要有一个为低电平0.3V时，则VP≈1V，从而使D4、D5和T都截止，VL=VCC=5V，即输出高电平。所以该电路满足与非逻辑关系，即：203.3TTL逻辑门电路一、TTL与非门的基本结构及工作原理1．

7、TTL与非门的基本结构+V3(+5V)CCABCTb1R121222．TTL与非门的逻辑关系（1）输入全为高电平3.6V时。T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V），由于T3饱和导通，输出电压为：VO=VCES3≈0.3V这时T2也饱和导通，故有VC2=VE2+VCE2=1V。使T4和二极管D都截止。实现了与非门的逻辑功能之一：输入全为高电平时，输出为低电平。23该发射结导通，VB1=1V。所以T2、T3都截止。由于T2截止，流过RC2的电流较小，可以忽略，所以VB4≈VCC=5V，使T4和D导通

8、，则有：VO≈VCC-VBE4-VD=5-0.7-0.7=3.6（V）实现了与非门的逻辑功能的另一方面：输入有低电平时，输出为高电平。综合上述两种情况，该电路满足与非的逻辑功能，即：（2）输入有低电平0.3V时。24二、TTL与非门的开关速度1．TTL与非门提高工作速度的原理（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。25（2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。262．TTL与非门传输延迟时间t