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2.1 二极管的开关特性 二极管正向导通 反向截止 * 2 逻辑门电路 2.2 BJT的开关特性 2.4 TTL逻辑门电路 2.6 CMOS逻辑门电路 2.7 NMOS逻辑门电路 2.8 正负逻辑问题 2.9 逻辑门电路使用中的几个实际问题 2.2 BJT的开关特性 2.2.1 BJT的开关作用 iB?0，iC?0，vO＝VCE≈VCC，c、e极之间近似于开路, vI=0V时: iB?0，iC?0，vO＝VCE≈0.2V，c、e极之间近似于短路, vI=5V时: iC＝ICS≈ 很小，约为数百欧，相当于开关闭合 可变 很大，约为数百千欧，相当于开关断开 c、e间等效内阻 VCES ≈ 0.2~0.3 V VCE＝VCC－iCRc VCEO ≈ VCC 管压降 且不随iB增加而增加 ic ≈ ?iB iC ≈ 0 集电极电流 发射结和集电结均为正偏 发射结正偏，集电结反偏 发射结和集电结均为反偏 偏置情况 工作特点 iB iB≈0 条件 饱 和 放 大 截 止 工作状态 BJT的开关条件 0 iB 2.2.2 BJT的开关时间 从截止到导通 开通时间ton(=td+tr) 从导通到截止 关闭时间toff(= ts+tf) BJT饱和与截止两种状态的相 互转换需要一定的时间才能完成。 CL的充、放电过程均需经历一定 的时间，必然会增加输出电压?O波 形的上升时间和下降时间，导致基 本的BJT反相器的开关速度不高。 若带电容负载 故需设计有较快开关速度的实用型TTL门电路。 2.4.1基本BJT反相器的动态性能 2.4 TTL逻辑门电路 输出级 T3、D、T4和Rc4构成推拉式的输出级。用于提高开关速度和带负载能力。 中间级T2和电阻Rc2、Re2组成，从T2的集电结和发射极同时输出两个相位相反的信号，作为T3和T4输出级的驱动信号； R b1 4k W R c 2 1.6k W R c 4 130 W T 4 D T 2 T 1 + – v I T 3 + – v O 负载 R e2 1K W V CC (5V) 输入级 中间级 输出级 2.4.2 TTL反相器的基本电路 1. 电路组成 输入级T1和电阻Rb1组成。用于提高电路的开关速度 2. TTL反相器的工作原理（逻辑关系、性能改善） （1）当输入为低电平（?I = 0.2 V） T1 深度饱和 截止 导通 导通 截止 饱和 低电平 T4 D4 T3 T2 T1 输入 高电平 输出 T2 、 T3截止，T4 、D导通 （2）当输入为高电平（?I = 3.6 V） T2、T3饱和导通 T1:倒置的放大状态。 T4和D截止。 使输出为低电平. vO=vC3=VCES3=0.2V 0 1 1 0 输出L 输入A 逻辑真值表 逻辑表达式 L = A 饱和 截止 T4 低电平 截止 截止 饱和 倒置工作 高电平 高电平 导通 导通 截止 饱和 低电平 输出 D4 T3 T2 T1 输入 （3 ）采用输入级以提高工作速度 当TTL反相器?I由3.6V变0.2V的瞬间 T2、T3管的状态变化滞后于T1管，仍处于导通状态。 T1管Je正偏、Jc反偏， T1工作在放大状态。 T1管射极电流（1+?1 ） iB1很快地从T2的基区抽走多余的存储电荷,从而加速了输出由低电平到高电平的转换。 （4）采用推拉式输出级以提高开关速度和带负载能力 当?O=0.2V时 当输出为低电平时，T4截止，T3饱和导通，其饱和电流全部用来驱动负载 a)带负载能力 当?O=3.6V时 ?O由低到高电平跳变的瞬间，CL充电，其时间常数很小使输出波形上升沿陡直。而当?O由高变低后， CL很快放电，输出波形的下降沿也很好。 T3截止，T4组成的电压跟随器的输出电阻很小，输出高电平稳定，带负载能力也较强。 输出端接负载电容CL时， b)输出级对提高开关速度的作用 2.4.4 TTL与非门电路 多发射极BJT T 1 e e b c e e b c A B A L = B TTL逻辑门电路 TTL与非门电路的工作原理 任一输入端为低电平时: TTL与非门各级工作状态 低电平（0.2V） 饱和 截止 饱和 倒置使用的放大状态 输入全为高电平 (3.6V) ?O T5 T4 T2 T1 ?I 高电平（3.6V） 截止 放大 截止 深饱和 输入有低电平 (0.2V) 当全部输入端为高电平时： 输出低电平 输出高电平 2.4.