数字电路基础 -阎石第五版-第3章.ppt

三极管临界饱和 时的基极电流： ①ui=1V时，三极管导通，基极电流： uo=uCE=VCC-iCRc=5-0.03×50×1=3.5V 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： uo=VCC=5V 截止状态 ui=UIL0.5V uo=+VCC +VCC ＋ － Rb Rc b c e ＋ － ③ui＝3V时，三极管导通，基极电流： uo＝UCES＝0.3V 三极管饱和 饱和状态 iB≥IBS ui=UIH uo=0.3V ＋ － Rb Rc +VCC b c e ＋ － ＋ ＋ － － 0.7V 0.3V 四、双极型三极管的开关等效电路 开关等效电路 (1) 截止状态 条件：发射结反偏 特点：电流约为0 (2)饱和状态 条件：发射结正偏，集电结正偏 特点：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅 　三极管开关等效电路 (a) 截止时 (b) 饱和时 ui t uo t +Vcc 0.3V 五、双极型三极管的动态开关特性 BJT的开关时间：是指BJT管由截止到饱和导通 或者由饱和导通到截止所需要的时间。 延迟时间td—从+VB2加到集电极电流ic上升到0.1ICS所需要的时间； 上升时间tr—ic从0.1ICS到0.9ICS所需要的时间； 开通时间ton=td+tr 就是建立基区电荷时间 存储时间ts—从输入信号降到-VB1到ic降到0.9ICS 所需要的时间； 下降时间tf—ic从0.9ICS降到0.1ICS所需要的时间。 关闭时间toff=ts+tf就是存储电荷消散的时间 加入－VEE的目的是确保即使输入低电平信号稍大于零时，也能使三极管基极为负电位，从而使三极管 可靠截止，输出为高电平。 六、三极管反相器 A Y 集成门电路 双极型 TTL (Transistor-Transistor Logic Integrated Circuit , TTL) ECL NMOS CMOS PMOS MOS型（Metal-Oxide- Semiconductor，MOS） TTL — 晶体管-晶体管逻辑集成电路 MOS — 金属氧化物半导体场效应管集成电路 §3.5.2 TTL反相器 输入级 倒相级 输出级 称为推拉式电路或图腾柱输出电路 一、TTL反相器的电路结构和工作原理 1.输入为低电平（0.2V）时 三个PN结 导通需2.1V 0.9V 不足以让 T2、T5导通 T2、T5截止 1.输入为低电平（0.2V）时 vo vo=5－vR2－vbe4－vD2≈3.4V 输出高电平 2.输入为高电平（3.4V）时 电位被嵌 在2.1V 全导通 vB1=VIH+VON=4.1V 发射结反偏 ?1V 截止 T2、T5饱和导通 2.输入为高电平（3.4V）时 vo =VCE5≈0.3V 输出低电平 可见，无论输入如何，T4和T5总是一管导通而另一管截止。 这种推拉式工作方式，带负载能力很强。 AB段：vI0.6V, vB11.3V, T2、T5截止，T4导通，输出高电平3.4V。(截止区） 二、电压传输特性 BC段： vI0.7V, vI1.3V, T2导通，T5截止，T2工作在放大区。 （线性区） 二、电压传输特性 CD段：vI≈1.4V, vB1≈2.1V,T2、T5 同时导通，T4截止，输出电位急剧下降为低电平。 （转折区） 二、电压传输特性 DE段：vI1.4V, vI继续升高,vo不再变化，保持低电平0.3V。 （饱和区） 二、电压传输特性 输出高电平VOH、输出低电平VOL VOH?2.4V VOL ?0.4V 便认为合格。 典型值VOH=3.4V VOL ?0.3V 。 阈值电压VTH(门槛电压) vIVTH时，认为vI是低电平。 vIVTH时，认为vI是高电平。 VTH=1.4V 输入低电平时噪声容限： 输入高电平时噪声容限： 三、输入端噪声容限 一.输入特性: §3.5.3 TTL反相器的静态输入特性和输出特性 输入短路电流IIS(IIL) 高电平输入电流IIH 二.输出特性 TTL反相器高电平输出特性 由于受到功耗的限制手册上给出的高电平输出电流的最大值要比5mA小得多。 74系列IOH(max)=0.4mA 二.输出特性 TTL反相器低电平输出特性 IOL(max) 前后级之间电流的联系 ？ iI (mA) -0.7 0 VDD + 0.7 vI (V)