数字电子技术基础-第二章--逻辑门电路基础.pptx

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1、第二章逻辑门电路基础本章主要内容第一节二极管、三极管的开关特性第二节二极管逻辑门电路第三节TTL逻辑门电路第四节射极耦合逻辑门电路第五节CMOS逻辑门电路第六节各种逻辑的门电路之间的接口问题第一节二极管、三极管的开关特性一、二极管的开关特性（一）二极管的静态开关特性（二）二极管的动态开关特性（一）二极管的静态开关特性二极管正偏时导通，管压降为0V，流过二极管的电流大小决定于外电路，相当于开关闭合。二极管反偏时截止，流过二极管的电流为0，相当于开关打开，二极管两端电压的大小决定于外电路。这就是二极管的静态开关特性。（二）二极管的动态开关特性给二极管电路加入一个方波信号，电流的波

2、形怎样呢？tre＝ts十tt称为反向恢复时间ts为存储时间tt称为渡越时间1.反向恢复过程通常把二极管从正向导通转为反向截止所经历的转换过程称为反向恢复过程。产生反向恢复过程的原因：电荷存储效应反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间，这段时间称为开通时间。开通时间比反向恢复时间要小得多，一般可以忽略不计。2.对输入信号vi的要求输入信号vi的负半周的宽度应大于tre，这样二极管才具有单向导电性。若小于，二极管还没有到达截止状态，就又必须随输入脉冲而导通，从而失去单向导电性。输入信号vi的正半周的宽度要求比较低。输入信号vi的频

3、率不可太高，由tre时间决定二、双极型三极管的开关特性（一）双极型三极管的静态开关特性（二）双极型三极管的动态开关特性（一）双极型三极管的静态开关特性判断三极管工作状态的解题思路：（1）把三极管从电路中拿走，在此电路拓扑结构下求三极管的发射结电压，若发射结反偏或零偏或小于死区电压值，则三极管截止。若发射结正偏，则三极管可能处于放大状态或处于饱和状态，需要进一步判断。进入步骤（2）。（2）把三极管放入电路中，电路的拓扑结构回到从前。假设三极管处于临界饱和状态（三极管既可以认为是处于饱和状态也可以认为是处于放大状态，在放大区和饱和区的交界区域，此时三极管既有饱和状态时的特征VCE

4、S=0.3V，又有放大状态时的特征IC=ßIB），求此时三极管的集电极临界饱和电流ICS，进而求出基极临界饱和电流IBS。集电极临界饱和电流ICS是三极管的集电极可能流过的最大电流。（3）在原始电路拓扑结构基础上，求出三极管的基极支路中实际流动的电流iB。（4）比较iB和IBS的大小：若iB>IBS（或者ßiB>ICS），则三极管处于饱和状态。若iB

5、2V。（1）当vi＝3V时判断三极管的状态，并求出iC和vo的值。（2）当vi＝-2V时判断三极管的状态，并求出iC和vo的值。解：（1）vi＝3V因为iB＞IBS所以三极管处于饱和状态，如图2-15中的E点所示。（2）vi＝-2V（二）双极型三极管的动态开关特性（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0.9IC

6、S下降到0.1ICS所需的时间。对输入脉冲的要求ton=td+trtoff=ts+tf输入信号vi的正半周的宽度>ton输入信号vi的负半周的宽度>toff以保证三极管能可靠进入饱和状态和截止状态三、MOS管的开关特性（一）MOS管的静态开关特性（二）MOS管的动态开关特性第二节二极管逻辑门电路概念高电平低电平正逻辑体制负逻辑体制一、正与门电路正逻辑体制负逻辑体制二、正或门电路正逻辑体制负逻辑体制呢?三、非门电路第三节TTL逻辑门电路一、标准生产工艺的TTL非门的工作原理TTL的含义：TransistorTransistor（一）输入VI为高电平3.6V时（二）输入VI为低电

7、平0.3V时二、标准生产工艺的TTL非门的电路结构特点1、输入级采用三极管以提高工作速度。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,提高开关速度和带负载能力。三、TTL非门的电压传输特性曲线和从其上可以得出的电路参数（一）电压传输特性曲线（二）从电压传输特性曲线上可以得出的电路参数1．输出高电平VOH2．标准输出高电平VSHVOH（min）3．输出低电平VOL4．标准输出低电平VSLVOL（max）5．输入高电平VIH6．输入高电平的下限VIH（min）(开门电平VON）7．输入低