《电工电子技术》课件_第12章.pptVIP

当ui0(高电平)且数值足够大时，只要参数安排适当，使iB≥IBS＝(IBS为三极管的临界饱和基极电流)，则有uBE0，uBC0，三极管工作于饱和区，iC不随iB的增加而增加。此时，三极管c-e间的饱和管压降UCE(sat)≈0，如同开关闭合一样，输出电压uo＝UOL≈0。由上述可见，只要用ui的高、低电平控制三极管，即可使其分别工作在饱和和截止状态，三极管处于开关状态，在其输出端可获得对应的高、低电平。实际电路中，一般都能满足UCCUCE(sat)、ICEO≈0，所以在分析三极管开关电路时经常使用图12-9所示的双极型三极管开关电路。图12-9双极型三极管开关的等效电路2.动态开关特性在动态情况下，即三极管在截止与饱和导通两种状态间迅速转换时，由于三极管内部电荷的建立和消散都需要一定的时间，所以集电极电流的变化滞后于基极电压的变化，如图12-10所示。当然，输出电压uo的变化比输入电压ui的变化也相应地滞后。图12-10三极管的动态开关特性12.4TTL集成门电路前面讨论的门电路都是由二极管、三极管等元件组成的，称为分立元件门电路。随着集成电路的发展，分立元件门电路的应用逐渐减少，但是它的工作原理是集成门电路的基础，有助于掌握集成电路。下面介绍常用的集成门电路。1.电路结构图12-11(a)是最常用的TTL与非门，图12-11(b)是其逻辑符号图。在图12-11(a)中，V1为多发射极管，它的基极与每个发射极之间都有一个PN结。若用二极管代替PN结，V1等效电路如图12-12所示。V2、R2和R5组成了中间级，V3、V4、V5和R4、R3组成了输出级。图12-11TTL与非门电路及逻辑符号图12-12用二极管表示多发射极晶体管中的PN结2.TTL与非门的工作原理(1)输入端A、B、C均接高电平(3~6V)时，EC通过R1为V1提供足够的基极电流，通过V1集电结向V2注入基极电流。V2发射极电流又为V5提供基极电流，使V5导通，此时V1基极电位为三个PN结正向压降之和，即UB1=UBE1+UBE2+UBE5=2.1V此时，V1发射结均为反偏，由于V2饱和，V2集电极电位为UC2=UBE5+UCES2=0.7+0.3=1.0V由于UB3=UC2=1.0V，V3导通，则UE3=UB4=0.3VV4基极电位为0.3V，V4的发射极电位也是0.3V，所以，V4截止，V5导通，输出为低电平0.3V。可见，输入端全部接高电平UIH或悬空，则输出为低电平UOL。(2)输入端A、B、C任一个接低电平，设UA=0.3V，B、C端接高电平或悬空，V1的发射结正偏导通，V1的基极电位UB1≈1.0V，V1集电结通过V2集电结、R2接到EC。由于V1集电结反偏，IC1仅为很小的反向漏电流，故V1处于深饱和状态，则UCES1≤0.1V。因此，UC1=0.3+UCES1≤0.3+0.1=0.4V即UB2≤0.4V。这时V2、V5截止，由于V2截止，EC经R2驱动复合管V3、V4进入导通状态，因此，输出高电平为UOH=+EC-IB3R2-UBE3-UBE4≈5-0-0.7-0.7≈3.6V可见，输入端有一个或几个全部为低电平时，输出为高电平UOH。TTL集成与非门的主要参数如下：(1)输出高电平UOH：输入端有一个或一个以上低电平时，输出端得到的高电平值；典型值为3.6V。(2)输出低电平UOL：输入端全部为高电平时，输出端得到的低电平值；典型值为0.3V。(3)开门电平UON：保证输出低电平的最小输入电平值；典型值为1.4V。(4)关门电平UOFF：使输出电压达到规定高电平的90%时，输入低电平的最大值；典型值为1V。(5)扇出系数No：输出端最多能带同类门电路的个数，它反映了与非门的最大负载能力；对TTL与非门，一般扇出系数No=8～10。本章小结(1)数字电路中经常使用二进制和十六进制。二进制和十六进制之间可以相互转换。(2)逻辑代数的运算法则有交换律、结合律、反演律、分配律和吸收律。(3)门电路是具有多个输入端和一个输出端的开关电路。习题与思考题12.1数字电路与模拟电路的主要区别是什么？数字电路有何优点？12.2将下列二进制数转换成十进制数：(1)100(2)10100(3)11011(4)101012.3将下列十进制数转换成二进制数：(1