半导体二极管及三极管的开关特性.pptVIP

　　获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态。 　　逻辑0、1： 电路中用高、低电平来表示。 2.1 半导体二极管和三极管的开关特性 1、二极管的开关特性 　　逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。 　　常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等。 二极管符号： 正极 负极 ＋　uD 　－ ui＝0V时，二极管截止，如同开关断开，uo＝0V。 ui＝5V时，二极管导通，如同0.7V的电压源，uo＝4.3V。 ui0.5V时，二极管截止，iD=0。 ui0.5V时，二极管导通。 2、三极管的开关特性 截止状态 饱和状态 iB≥IBS ui=UIL0.5V uo=+VCC ui=UIH uo=0.3V 饱和区 截止区 放 大 区 ②ui=0.3V时，因为uBE0.5V，iB=0，三极管工作在截止状态，ic=0。因为ic=0，所以输出电压： ①ui=1V时，基极电流： 因为0iBIBS，三极管工作在放大状态。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，输出电压： 三极管临界饱和时的基极电流： uo=uCE=UCC-iCRc=5-1.5×1=3.5V uo=VCC=5V ③ui＝3V时，基极电流： 而 因为iBIBS，三极管工作在饱和状态。输出电压： uo＝uCES＝0.3V 例： 转移特性曲线 输出特性曲线 截止状态 uiUT uo=+VDD 导通状态 uiUT uo≈0 3、场效应管的开关特性 2.2 分立元件门电路 Y=AB 1、二极管与门 2、二极管或门 Y=A+B 3、三极管非门 ①uA＝0V时，三极管截止，iB＝0，iC＝0，输出电压uY＝VCC＝5V ②uA＝5V时，三极管导通。基极电流为： iB＞IBS，三极管工作在饱和状态。输出电压uY＝UCES＝0.3V。 三极管临界饱和时的基极电流为： ①当uA＝0V时，由于uGS＝uA＝0V，小于开启电压UT，所以MOS管截止。输出电压为uY＝VDD＝10V。 ②当uA＝10V时，由于uGS＝uA＝10V，大于开启电压UT，所以MOS管导通，且工作在可变电阻区，导通电阻很小，只有几百欧姆。输出电压为uY≈0V。 2.3 TTL集成门电路 一、TTL与非门工作原理 倒置状态 0.3V 1.0V 3.6V T2，T5截止 1. 有一个输入端输入低电平 T4 ， D3导通 2.1V T2饱和, T5深度饱和 0.7V 1.0V T3，T4截止 0.3V 2. 两个输入端都输入高电平 功能表 真值表 逻辑表达式 输入有低，输出为高； 输入全高，输出为低。 74LS00内含4个2输入与非门，74LS20内含2个4输入与非门。 TTL非门、或非门 ①A=0时，T2、T5截止，T3、T4导通，Y=1。 ②A=1时，T2、T5导通，T3、T4截止，Y=0。 TTL非门 只有一个输入端 TTL或非门 二、TTL电路的特性和参数 抗干扰能力 (1)输出高电平值VOH 典型值：3.6V VOH(min) =2.4V (2)输出低电平值VOL 典型值：0.3V VOL(max) =0.4V (3)输入高电平值VIH VIH(min)=VON=2.0V 保证输出为低电平的最小输入高电平 (4)输入低电平值VIL VIL(max)=VOFF =0.8V 保证输出为高电平的最大输入低电平 (5)噪声容限 VNH= VOH(min) – VON VNL= VOFF– VOL(max) 2. 带负载能力 (1)输入低电平电流IIL 典型值1.6mA (2)输入高电平电流IIH 典型值40uA (3)输出低电平电流IOL 带灌电流负载能力： 典型值16mA T4截止 T5饱和 IOL=IC5 (4)输出高电平电流IOH 带拉电流负载能力： 典型值0.4mA IOH=IE4 (5)扇出系数NO 门电路能够驱动同类门电路的个数 3.平均传输延迟时间tPd tPHL输出由高电平变为低电平的时间 tPLH输出由低电平变为高电平的时间 tPd=(tPHL+ tPLH)/2 TTL系列集成电路 ①74：标准系列，前面介绍的TTL门电路都属于74系列，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝10ns，平均功耗P＝10mW。 ②74H：高速系列，是在74系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝6ns，平均功耗P＝22mW。 ③74S：肖特基系列，是在74H系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd＝3ns，平均功耗P＝19mW。 ④74LS：低功耗肖特基系列，