数字电子技术第二章逻辑门电路1数字电子技术第二章逻辑门电路1.ppt

第一节 二极管．三极管的开关特性 （二）二极管开关的动态特性 （三）产生反向恢复过程的原因： 反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。 二．三极管的开关特性 （一）三极管的三种工作状态 （二）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。 ts和tf之和称为关闭时间toff，即toff= ts+tf。是存储电荷消散时间 其中： td和tr之和称为开通时间ton， 即ton= td+tr； 是建立基区电荷时间 提高三极管开关速度的措施？ 二．或门电路 三、三极管非门电路 * 第二章 逻辑门电路 二极管、三极管的开关特性 二极管逻辑门电路 三.TTL逻辑门电路 四.射极耦合逻辑门电路 五. CMOS逻辑门电路 六. 各种工艺的逻辑门之间的接口问题 教学基本要求： 1、了解半导体器件的开关特性。 2、熟练掌握基本逻辑门（与、或、与非、或非、异或门）、三态门、OD门（OC门）和传输门的逻辑功能。 3、学会门电路逻辑功能分析方法。 4、掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。 第二章 逻辑门电路 1 、逻辑门:实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。 2、 逻辑门电路的分类 二极管门电路 三极管门电路 TTL门电路 MOS门电路 PMOS门 CMOS门 逻辑门电路 分立门电路 集成门电路 NMOS门 (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 （一）二极管的静态开关特性 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压vi控制的开关。当外加电压vi为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程就是二极管开关的动态特性。 (2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。二极管相当于一个断开的开关。 给二极管电路加入一个方波信号，电流的波形怎样呢？ ts为存储时间，tt称为渡越时间，tre＝ts十tt称为反向恢复时间。使二极管开关速度受到限制 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。 （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 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 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 （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: 解： 根据饱和条件IB＞IBS解题。 例1 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。 （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。 （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