数字电子技术基础-第二章--逻辑门电路基础

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第二章 逻辑门电路基础

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本章主要内容二极管、 第一节 二极管、三极管的开关特性 第二节 二极管逻辑门电路 第三节 TTL逻辑门电路 逻辑门电路 射极耦合逻辑门电路(**) 第四节 射极耦合逻辑门电路 第五节 CMOS逻辑门电路 逻辑门电路 第六节 各种逻辑的门电路之间的接口问题

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概述门电路：实现基本运算、 门电路：实现基本运算、复合运算的单元电 与非门 路，如与门、与非门、或门 ······

门电路中以高/ 门电路中以高/低电平表 示逻辑状态的1/0 示逻辑状态的1/0

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获得高、 获得高、低电平的基本原理高/低电平都允许有 一定的变化范围

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正逻辑：高电平表示 ， 正逻辑：高电平表示1,低电平表示 0 负逻辑：高电平表示0, 负逻辑：高电平表示 ，低电平表示 1

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二极管、 第一节 二极管、三极管的开关特性一、二极管的开关特性

(一)二极管的静态开关特性 (二)二极管的动态开关特性

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(一)二极管的静态开关特性

二极管正偏时导通，管压降为0V,流过二极管的电流大小 决定于外电路，相当于开关闭合。二极管反偏时截止，流过 二极管的电流为0,相当于开关打开，二极管两端电压的大 小决定于外电路。这就是二极管的静态开关特性。

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(二)二极管的动态开关特性

给二极管电路加入一个方波信号，电流的波形怎样呢？ 给二极管电路加入一个方波信号，电流的波形怎样呢？

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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

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1. 反向恢复过程

通常把二极管从正向导通转为 反向截止所经历的转换过程称为 反向恢复过程。 反向恢复过程。

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产生反向恢复过程的原因： 产生反向恢复过程的原因：电荷存储效应 就是存储电荷消散所需要的时间。 反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。P区 耗尽层 N区 -

(a)

+

(b)

P 区中电子 浓度分布

N 区中空穴 浓度分布

x Ln Lp

同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间， 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， 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。 一般可以忽略不计。

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2. 对输入信号 vi的要求

输入信号v 的负半周的宽度应大于t 输入信号 i的负半周的宽度应大于 re , 这样二极管才具有单向导电性。若小于， 这样二极管才具有单向导电性。若小于， 二极管还没有到达截止状态， 二极管还没有到达截止状态，就又必须 随输入脉冲而导通， 随输入脉冲而导通，从而失去单向导电 性。 输入信号v 的正半周的宽度要求比较低。 输入信号 i的正半周的宽度要

求比较低。 输入信号v 的频率不可太高， 输入信号 i的频率不可太高，由tre时间决 定

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二、双极型三极管的开关特性 (一 )双极型三极管的静态开关特 性 (二 )双极型三极管的动态开关特 性

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(一)双极型三极管的静态开关特性判断三极管工作状态的解题思路： 判断三极管工作状态的解题思路：(1)把三极管从电路中拿走，在此电路拓扑结构下求三极管 )把三极管从电路中拿走， 的发射结电压，若发射结反偏 零偏或小于死区电压值， 反偏或 的发射结电压，若发射结反偏或零偏或小于死区电压值，则三 极管截止 若发射结正偏， 截止。 极管截止。若发射结正偏，则三极管可能处于放大状态或处于 饱和状态，需要进一步判断。进入步骤( )。 饱和状态，需要进一步判断。进入步骤(2)。 (2)把三极管放入电路中，电路的拓扑结构回到从前。假设 )把三极管放入电路中，电路的拓扑结构回到从前。 三极管处于临界饱和状态( 三极管处于临界饱和状态(三极管既可以认为是处于饱和状态 也可以认为是处于放大状态，在放大区和饱和区的交界区域， 也可以认为是处于放大状态，在放大区和饱和区的交界区域， 此时三极管既有饱和状态时的特征V 此时三极管既有饱和状态时的特征 CES =0.3V,又有放大状态 ， 时的特征I ),求此时三极管的集电极临界饱和电流 时的特征 C=ßIB),求此时三极管的集电极临界饱和电流 ICS ,进而求出基极临界饱和电流 BS 。集电极临界饱和电流 CS 进而求出基极临界饱和电流I 集电极临界饱和电流I 是三极管的集电极可能流过的最大电流。 是三极管的集电极可能流过的最大电流。 (3)在原始电路拓扑结构基础上，求出三极管的基极支路中 )在原始电路拓扑结构基础上， 实际流动的电流i 实际流动的电流 B。 的大小： (4)比较 B和IBS的大小： )比较i ),则三极管处于饱和状态 则三极管处于饱和状态。 若iB > IBS(或者 ß iB > ICS),则三极管处于饱和状态。 ),则三极管处于放大状态 则三极管处于放大状态。 5 若iB < IBS(或者 ß iB < ICS),则三极管处于放大状态。

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判断图电路中三极管的状态， 例2-1 判断图电路中三极管的状态，其中 Rb=2k ,RC=2k,VCC=12V,ß=50。 , , 。

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电路及参数如图所示， 例2-5 电路及参数如图所示 …… 此处隐藏：312字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……