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《数字电子技术基础 第二章 门电路 课件.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第二章门电路计算机科学与技术本章内容概述半导体器件的开关特性分立元件门电路TTL门电路概述“门”指能实现各种基本逻辑关系和复合关系的电路常用的门电路有与门，非门，或门、与非门，或非门等门电路可以有分立元件构成，也可以使用集成电路集成电路的逻辑门按器件类型分：双极性和MOS按集成度分：小规模、中规模、大规模和超大规模目前常用的为CMOS电路按封装的外型分：双列直插、扁平封装、表面封装和针式半导体的开关特性半导体构成的器件：二极管、三极管和MOS管导通状态时，有电信号通过，称开态，截止时，没有电信号，称关态，这就是开关特
2、性半导体的开关特性分为：静态和动态二极管的静态特性二极管的工作机理PNPN结外电场内电场PN内电场IF正向导通外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是，内电场对多数载流子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。PNPN结内电场IS外电场PN内电场内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。反向截至在一定的温度条件下，由
3、本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流IS。PN结的正向电阻很小，反向电阻很大，PN具有单向导电性PN结V-I特性VT与温度环境有关，VD为PN结两端所加的正向电压ViDOOVonIs（1）外加电压V=0时,iD=0;（2）V>0,iD成指数规律上升；VVon时，iD迅速上升，导通后，电压基本不变化V=Von（3）V<0,ID=Is，因为Is很小，可忽略，反向偏置视为截止PN节的动态开关特性动态开关特性
4、是指二极管由导通到截止，或由截止到导通，瞬变状态下的特性tvti动态时，加到两边的电压突然反向时，电流的变化要稍微滞后，这是因为PN结要建立起足够的电荷梯度后才有扩散运动三极管的开关特性数字电路中，三极管作为开关使用，它工作在饱和区和截止区，对应电路的两个状态三极管的输出特性+5VRcTRBceb++--icibie分立元件由电阻、二极管、三极管等分立元件构成的逻辑门，称为分立元件门。uAuBuF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V+5VABDADBRFABF000010100111F=A
5、B二极管或门uAuBuF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VABDADBRFF=A+BABF000010100111三极管非门F=A+12VRcTRAAFTTL非门电路结构与原理+5VT1R1R2T2T3T4R3R4YWk4W.6k1W130AD2W1k输入级倒相级输出级D1vlvOvi=VL=0.2V,T1发射级导通，导通后T1基极电压为0.7v+0.2v=0.9v,T2,T5截止，T2集电极为5V，T4导通。vo上电压为3.6v，高电平;vi=VH=3.4V,T1发射级反偏，集电极正偏，工
6、作在倒置放大状态，T2,T5导通后，T2工作在饱和状态，T5工作在深度饱和状态，T2的C点电压为0.9v(0.7+0.2)v,T4基极电压为1.4v,T4截止，vo输出为0.2v，低电平。得到Y=ATTL反向器的外部特性外部特性是指通过集成电路芯片引脚反映出来的特性电压传输特曲线段AB，因为vi<0,6,所以vb1<1.3v,T2和T5导通，T4截止;vo=VCC-Vr2-vb4-Vd2=3.6vBC段，1.3>vi>0,6,T2通，T5截止，T2工作在放大区，随vi增加，Vc2和vo线形下降CD段，Vi>1.4v,
7、vb1为2.1V,T2和T4同时导通，T4截止，输出电压急剧为低电平，转则区中点对应的输入电压为门槛电压VTHvOvIABCDE0.51.01.51232输入端噪声容限在保证输出高电平，低电平基本不变的条件下，输入电平的允许波动的范围。从非门电压输入输出特性曲线，定义VOHMIN：输出高电平的下限，它对应在输入低电平的上限VILMAXVOLMAX：输出低电平的上限，它对应在输入低电平的下限VIHMIN前一级门的输出为后一级门电路的输入，所以有高电平噪声容限VHN=VOHMIN–VIHMIN;低电平噪声容限VNL=VI
8、LMAX-VOLMAX静态输入特性描述输入电流随输入电压变化的特性；静态输出特性vIiI0.51.01.52.00.51.00.51.01.52.0TTL反向器的外部特性传输延迟TTL电路中，二极管和三极管从导通到截止动态变化都需要一定的时间，同时二极管、三极管，电阻都有电容的存在都使输出电压的波形比输入电压的波形要滞后，并且上升和下降沿都将变
