《数电第章》课件.ppt

PN结的构成 半导体材料经不同掺杂过程，可使其内部的电子和空 穴的浓度各不相同。 浓度大的称为多数载流子，浓度小 的称为少数载流子。 多子为电子的是N型材料；多子为空穴的是P型材料。 晶体二极管和三极管由P型和N型半导体材料复合而 成，P型和N型半导体材料贴在一起，其接合部称为结。 二极管有一个结，三极管有两个结。 二极管的瞬态开关特性 2．或门电路 二、三极管非门电路 三、DTL与非门电路 3.3 TTL集成逻辑门电路 二、TTL与非门的开关速度 （2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。 ab段：截止区 Vi0.6v T1饱和 ，T2、T4截止，T3、D4饱和。V0=3.6v bc段：线性区VI =0.6~1.3V T4截止，其他导通，V0随VI增加线性下降。 cd段：转折区 VI1.3v以后，T4开始导通，V0加速下降。 de段：饱和区 VI增大，T4饱和。 2．几个重要参数 （1）输出高电平电压VOH——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的输出电压。VOH的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最小值VOH（min）=2.4V。 （2）输出低电平电压VOL——在正逻辑体制中代表逻辑“0”的输出电压。VOL的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最大值VOL（max）=0.4V。 （3）关门电平电压VOFF——是指输出电压下降到VOH（min）时对应的输入电压。即输入低电压的最大值。在产品手册中常称为输入低电平电压，用VIL（max）表示。产品规定VIL（max）=0.8V。 3．抗干扰能力 低电平噪声容限 VNL＝VOFF-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V 高电平噪声容限 VNH＝VOH（min）-VON＝2.4V-2.0V＝0.4V 四、TTL与非门输入特性 1、 输入电压与输入电流的关系 VI=0 时，I i =I IS ,称为输入短路电流。与非门的IIS 是前级的负载灌电流，约1.6mA AB段：T4截止，T1饱和，T2先截止后导通，I i 较大，略有减小。 BC段：T4开始导通，T1 倒置放大态，电流反向且减小。 输入端直接接地，是输入恒为低电平的情况。得到输入短路电流。 有时将输入端下拉一个电阻RI接地，一般作为缺省低电平。要注意RI的取值，只有RI在小于某一阻值时，才能保证输入低电平小于Voff。 如果RI值大于某一数值，即使接地，也不能保证输出高电平的幅度。 RI越大，P点向右方移动 Ii 减小，VI加大，不能大于关 门电平。 多余输入端的接法：为避免串入干扰，不用的输入不应悬空。 接为高电平或并联使用。 3、空载功耗 P = VCC ? IE 与非门不接负载时，电源电压与电源总电流的乘积称为空载功耗。 分两种情况： 空载导通功耗PL：输出低电平，T4饱和（T1倒置，T2导通，T3、D4截止），约为16mw。 空载截止功耗PH：输出高电平，T4截止（T1饱和，T2截止，T3、D4导通），约为5mw。 平均功耗 P = （ PL + PH）/ 2 约为10mw。 1．输入低电平漏电流IIL与输入高电平漏电流IIH（1）输入低电平漏电流IIL——是指当门电路的输入端接低电平时，从门电路输入端流出的电流。 可以算出： （2）输入高电平漏电流IIH——是指当门电路的输入端接高电平时，流入输入端的电流。 有两种情况: （1）灌电流负载——当驱动门输出低电平时，电流从负载门灌入驱动门。 NOL称为输出低电平时的扇出系数。 （2）拉电流负载——当驱动门输出高电平时，电流从驱动门拉出,流至负载门的输入端。 一般NOL≠NOH，常取两者中的较小值作为门电路的扇出系数，用NO表示。 2．或非门 3．与或非门 在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。 （1）三态输出门的结构及工作原理。 当EN=0时，G输出为1，D1截止，相当于一个正常的二输入端与非门，称为正常工作状态。 当EN=1时，G输出为0，T4、T3都截止。这时从输出端L看进去，呈现高阻，称为高阻态，或禁止态。 三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。 （a）组成单向总线——实现信号的分时单向传送。 2、TTL与非门的输出特性 ①