数字电路逻辑设计 集成逻辑门.pptxVIP

第三章 集成逻辑门;第一节 晶体管开关特性;一、 PN 结特性;（二）、扩散电流和漂移电流;（三）、外加电压对PN结的影响 PN结的通断，流过PN结的电流大小，与PN 结处的少子浓度有关，而少子浓度直接受PN结外加电压的影响，因此我们分析一下外加电压的几种情况：;（四）、PN结的电容效应;二、 晶体二极管的开关特性 二极管（就是一个PN结）具有单向导电性，理想二极管如同一个开关。但实际二极管与理想的二极管还是有一些区别的，特别是在高频电路中，必须加以注??。;（二）、瞬态开关特性;二极管瞬态开关特性的细节，同学们自己再看一看，主要问题是：;三、 晶体二极管限幅器及钳位器;1、串联限幅电路 串联限幅电路是指二极管处于与输入、输出首尾相连。可以上限幅、下限幅和双限幅。;可调整限幅电平的下限幅电路;串联双限幅电路;2、并联限幅电路 二极管处于与输出、输入相并的状态。;; 双限幅的另一个例子是输入保护二极管限幅。; 上述限幅器都假定二极管为理想二极管，限幅电路的实际输出波形会差一些。比如： 二极管正向导通电阻不为0 ，输出电压幅度会由于分压而减小。 二极管反向截止电流不为 0，且有结电容输出电压会有残留波形。; 输出端容性负载或分布电容，对输出波形的影响：;（二）、二极管钳位器 （挪上搬下） 钳位器的作用是将输入波形的顶部或底部搬移到某一电平处，不剪裁波形。;四、 晶体三极管开关特性 在数字电路中，三极管是作为开关使用的。 三极管截止相当于开关断开；三极管饱和相当于开关闭合；因此我们最关心三极管截止和饱和时的情况。 （一）、稳态开关特性; 理想稳态开关特性： 关态：输入低电平，三极管截止，C、E极间无电流。 IC等于0，输出为VCC。 开态：输入高电平，三极管导通，C、E极电压为零。 IC等于 VCC / RC，输出为0V。 实际稳态开关特性： 关态：基极接负电压，集电结、发射结均反偏，IC=ICBO 输出约等于 VCC。C、E之间无导通电流。 晶体三极管工作于截止区的说明见下图;;实际稳态开关特性： 开态： 希望VC（即输出电压VO）接近于0V，应工作 在饱和区，C、E结电压最小。 在放大区时，IB增加，IC成? 倍增加，但随着IC的增加VC逐渐 下降，当达到VC =VB (硅管约0.7v） 时，CE结零偏，称为临界饱和 此时IB叫临界饱和基极电流IBS， 此时IC叫临界饱和集电极电流ICS。 达到临界饱和之后，IB再增加 IC也增加不多了，进入饱和区，随 着IB增加，饱和深度增加，VC有所 降低，最低约0.3v ( 硅管 )。; 总之，晶体三极管的稳态开关特性要求： 1、关态应可靠截止，条件是： 发射结和集电结均反偏 VB ? VE， VB ? VC 通常在基极接负电压。 2、开态应可靠饱和，条件是： 发射结和集电结均正偏 VB VE， VB VC VCC — VCE（SAT临） ICS 使IB I BS = ———————————— = —— ? RC ? 上述公式是今后我们判断饱和与放大的依据。 判断工作状态的例题见书，自学！;（二）、瞬态开关特性 当晶体三极管发生由截止到饱和，或由饱和到截止的状态翻转时，其工作特性称为瞬态特性。; 由上图可知：与理想瞬态开关特性相比，实际电路的输出波形会发生畸变，边沿变差。作为定量分析，将波形的畸变细分为：; 由于不同三极管的开通时间和关断时间不尽相同，为便于综合性的对比，常用平均延迟时间Tpd 来表示：;（三）、晶体三极管的开关参数;五、 晶体三极管反相器 顾名思义，反相器的作用是将输入信号极性求反，高电平变低电平，低电平变高电平。（一）、工作原理;1、可靠截止 使B、E之间相当于开路。 ; 2、可靠饱和 使C、E间为饱和压降 由等效图; 由反相器可靠截止、饱和的