第二章门电路数字电路基础

1、第二章第二章 门电路门电路2.1半导体二极管、三极管和半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性管的开关特性2.2分立元器件门电路分立元器件门电路2.3CMOS集成门电路集成门电路2.4TTL集成门电路集成门电路概述概述门电路门电路是用来实现基本逻辑关系的电子电路，是用来实现基本逻辑关系的电子电路，它是数字电路中最基本的单元。它是数字电路中最基本的单元。门电路的主要类型门电路的主要类型有有：与门、或门、与非门、与门、或门、与非门、或非门、异或门等。或非门、异或门等。2. 1. 1 理想开关的开关特性理想开关的开关特性一、一、 静态特性静态特性1. 断开断开 0 OFFOFF IR，2. 闭合闭合

2、 0 0AKON UR，2. 1 半导体二极管半导体二极管 、三极管、三极管和和 MOS 管的开关特性管的开关特性 SAK二、动态特性二、动态特性1. 开通时间：开通时间：2. 关断时间：关断时间：闭合）闭合）（断开（断开断开）断开）（闭合（闭合普通开关：普通开关：静态特性好，动态特性差静态特性好，动态特性差半导体开关：半导体开关：静态特性较差，动态特性好静态特性较差，动态特性好几百万几百万/ /秒秒几千万几千万/ /秒秒0on t0off tSAK2. 1. 2 半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性一、静态特性一、静态特性1. 外加正向电压外加正向电压( (正偏正偏) )二极管导通二

3、极管导通( (相当于开关闭合相当于开关闭合) ) V7 . 0D U2. 外加反向电压外加反向电压( (反偏反偏) ) V5 . 0 DU二极管截止二极管截止( (相当于开关断开相当于开关断开) ) 0D I硅二极管伏安特性硅二极管伏安特性阴极阴极A阳极阳极KPN结结- -AK+ +DUDIP区区N区区+- - - - -正向正向导通区导通区反向反向截止区截止区反向反向击穿区击穿区0.5 0.7/ /mADI/ /V0(BR)UDUD+ +- -Iu+ +- -Ou二极管的开关作用：二极管的开关作用： 例例 V2L II UuuO = 0 VV3H II UuuO = 2.3 V电路如图所示，

4、电路如图所示，V3 V 2I或或 u试判别二极管的工作试判别二极管的工作状态及输出电压。状态及输出电压。二极管截止二极管截止二极管导通二极管导通 解解 D0.7 V+ +- -二、动态特性二、动态特性1. 二极管的电容效应二极管的电容效应结电容结电容 C j扩散电容扩散电容 C D2. 二极管的开关时间二极管的开关时间ontofft电容效应使二极管电容效应使二极管的通断需要的通断需要一段延一段延迟时间才能完成迟时间才能完成tIuDit00( (反向恢复时间反向恢复时间) )ns 5)(rroffontttton 开通时间开通时间toff 关断时间关断时间一、静态特性一、静态特性NPN2. 1.

5、 3 半导体三极管的开关特性半导体三极管的开关特性发射结发射结集电结集电结发射极发射极emitter基极基极base集电极集电极collectorbiBiCec( (电流控制型电流控制型) )1. 结构、符号和输入、输出特性结构、符号和输入、输出特性( (2) ) 符号符号NNP( (Transistor) )( (1) ) 结构结构集电区集电区基区基区发射区发射区iE( (3) ) 输入特性输入特性CE)(BEBuufi (4) 输出特性输出特性B)(CECiufi VCE1UV/BEUO0CE UIB/ AiC / mAuCE /V50 A40A30 A20 A10 AiB = 00 2

6、4 6 8 4321饱饱和和区区放放大大区区截止区截止区发射结正偏发射结正偏放大放大i C= iB集电结反偏集电结反偏饱和饱和 i C iB两个结正偏两个结正偏I CS= IBS临界临界截止截止iB 0, iC 0电流关系电流关系状态状态 条条 件件两个结反偏两个结反偏Je正偏正偏 Jc零偏零偏或或Je正向电压正向电压 PCM 为过损耗区为过损耗区过过损损耗耗区区3. 极间反向击穿电压极间反向击穿电压U(BR)CEO：基极开路时，：基极开路时，集电极和发射极之间的反集电极和发射极之间的反向击穿电压。向击穿电压。过过压压区区U(BR)CEO安安全全 工工 作作 区区2. 开关应用举例开关应用举例

7、 V2 )1(L II Uu V3 )2(H II Uu发射结反偏发射结反偏 T 截止截止0 0CB ii V12CCO Vu发射结正偏发射结正偏 T 导通导通+ RcRb+VCC (12V)+uo iBiCTuI3V-2V2 k 100 2.3 k 放大还是放大还是饱和？饱和？bBEIBRuui cCESCCCSBSRUVIIBSB Ii 饱和饱和 T饱和导通条件：饱和导通条件：cCCBSB RVIi + RcRb+VCC +12V+uo iBiCTuI3V-2V2 k 100 2.3 k mA 1mA3 . 27 . 03 mA 06. 0mA210012 cCC RV V)7 . 0(B

8、E uV 3 . 0CESOUu 因为因为所以所以RbRc+VCCb ce截止状态截止状态饱和状态饱和状态iBIBSui=UIL0 但但uGSUT且为一确定值时且为一确定值时)当当uDS= 0时，沟道里没有电子的定向运动，时，沟道里没有电子的定向运动，iD=0；当当uDS0但但较小较小（uDSUT)，源漏极两端沟源漏极两端沟道的厚度不相等。道的厚度不相等。漏极电流漏极电流iD沿沿沟道产生的电压降使沟道内各沟道产生的电压降使沟道内各点与栅极间的电压不再相等，点与栅极间的电压不再相等，靠近源极一端的电压最大，这靠近源极一端的电压最大，这里沟道最厚；而漏极一端电压里沟道最厚；而漏极一端电压最小，其值

9、为因而这里沟道最最小，其值为因而这里沟道最薄。所以薄。所以iD随随uDS近似呈线性变近似呈线性变化化。图图(a)随着随着uDS的增大，靠近漏极的沟道越来越薄，当的增大，靠近漏极的沟道越来越薄，当uDS增加到使增加到使uGD=uGS-uDS=UT(或或uDS=uGS-UT)时，沟道在漏极一端出现时，沟道在漏极一端出现预夹断，预夹断，即只要即只要uDS再增加一点，沟道就被夹断，成为耗尽区。再增加一点，沟道就被夹断，成为耗尽区。图图(b) 再继续增大再继续增大uDS， (uGDUT)夹断点将向源极方向移动，夹断点将向源极方向移动，图图(c)。由于由于uDS的增加部分几乎全部降落在的增加部分几乎全部降

10、落在夹断区夹断区(此处电阻大此处电阻大) ，而对而对沟道的横向电场影响不大，沟道也从此基本恒定下来。沟道的横向电场影响不大，沟道也从此基本恒定下来。故故iD几几乎不随乎不随uDS增大而增加，管子进入增大而增加，管子进入饱和区饱和区(或恒流区、放大区或恒流区、放大区)，iD几乎仅由几乎仅由vGS决定。决定。 图图(b)图图(c)当当uDS = 0 时，漏极电流时，漏极电流ID = 0。当当uDS较小时，较小时， 源漏极两端沟道源漏极两端沟道的宽度不相等，的宽度不相等，如图如图(a)iD 随随uDS 的增大而增大，为曲线上升部分，的增大而增大，为曲线上升部分，即即可变电阻区可变电阻区(RON:几百

11、欧几百欧)当当uDS增大到使增大到使uGD= UT时，产生时，产生临界状态（图临界状态（图b），临界状态称），临界状态称为为预夹断预夹断，此时，此时 uDS = uGS - UT。当当uDS继续增大，耗尽区向源极扩继续增大，耗尽区向源极扩展（图展（图c），），uDS增加值主要降落在增加值主要降落在耗尽区上，耗尽区上，iD增加很少，即为增加很少，即为恒流恒流区区。在恒流区内，电流。在恒流区内，电流 iD 只受只受 uGS 控制，控制，uGS 越大，饱和越大，饱和 电流越大，电流越大，输出特性为一组受输出特性为一组受 uGS 控制的近似控制的近似平行线。平行线。iD0uDSUGS6V截止区4V3V

12、2V5V可变电阻区(a)恒流区区穿击常数DSUGSDmUIg特点：特点： 当当0 0,但但无栅流无栅流 当当 uG S UT 时，导电沟时，导电沟道形成，道形成，iD 0。 （ iD 为为10A） 外加正栅压越大，沟道外加正栅压越大，沟道越宽，沟道电阻越小，越宽，沟道电阻越小，iD越大，越大，NMOS管处于管处于导通状态导通状态开启电压UTNMOS管的管的UT为正值，一般在为正值，一般在 25V之间之间NNP型衬底SGD掺杂在绝缘层中的正离子 N型沟道衬底引线耗尽型耗尽型NMOS管的结构示意图管的结构示意图N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET 耗尽型耗尽型NMOS管在制造管在制造过程中就形成了导

13、电沟道，过程中就形成了导电沟道，即即uGS=0时就有导电沟道，时就有导电沟道，所以只要所以只要uDS 0，漏极就，漏极就有电流。有电流。DGS(c)B耗尽型耗尽型NMOS管的符号管的符号箭头方向从箭头方向从P型沟道指向型沟道指向N区区 1234iD/mA01020uDS/V0V515(b)UGS 3V 6V3V如果在栅极上加上正电如果在栅极上加上正电压，指向衬底的电场将压，指向衬底的电场将增强，沟道加宽。增强，沟道加宽。uGS越大，沟道越宽，漏极越大，沟道越宽，漏极电流越大。电流越大。当当uGS0时，电场减弱，时，电场减弱，沟道变窄，漏极电流沟道变窄，漏极电流减小。减小。uGS可正可负可正可负

14、当当uGS小到某一值时，小到某一值时，原始沟道消失，漏极原始沟道消失，漏极电流趋近于零，管子电流趋近于零，管子截止。这个临界的负截止。这个临界的负电压称为电压称为夹断电压夹断电压（UP）。夹断电压夹断电压UPOUPuGSIDSS(a) 转移特性IDSS01234510153 VuDS / V(b) 输出特性2 V1 V1 VUGS 0 ViDiD / mA20( (电压控制型电压控制型) )一、一、 静态特性静态特性1. 结构和特性结构和特性：(1) N 沟道沟道 栅极栅极 G漏极漏极 DB 源极源极 S3V4V5VuGS = 6ViD /mA42643210uGS /ViD /mA43210

15、246810uDS /V可可变变电电阻阻区区恒流区恒流区UTNiD开启电压开启电压UTN = 2 V+ +- -uGS+ +- -uDS衬衬底底漏极特性漏极特性转移特性转移特性uDS = 6V截止区截止区P 沟道增强型沟道增强型 MOS 管管与与 N 沟道有对偶关系。沟道有对偶关系。 (2) P 沟道沟道 栅极栅极 G漏极漏极 DB 源极源极 SiD+ +- -uGS+ +- -uDS衬衬底底iD /mAiD /mA-2-40-1-2-3-40-10-8-6-4-2- 3V- 4V- 5VuGS = - 6V-1-2-3-4-6uGS /VuDS /V可可变变电电阻阻区区恒流区恒流区 漏极特性

16、漏极特性 转移特性转移特性截止区截止区UTPuDS = - 6V开启电压开启电压UTP = - 2 V参考方向参考方向2. MOS管的开关作用：管的开关作用：TNIUu DDOHOVUu V0OLO Uu(1) N 沟道增强型沟道增强型 MOS 管管+VDD+10VRD20 k BGDSuIuO+VDD+10VRD20 k GDSuIuOTNIUu 开启电压开启电压UTN = 2 ViD+VDD+10VRD20 k GDSuIuORONRDTPIUu DDOLO VUu V0OLO Uu(2) P 沟道增强型沟道增强型 MOS 管管-VDD-10VRD20 k BGDSuIuO-VDD-10V

17、RD20 k GDSuIuOTPIUu 开启电压开启电压UTP = 2 V-VDD-10VRD20 k GDSuIuOiDuYuAuBR0D2D1+VCC+10V2. 2 分立元器件门电路分立元器件门电路2. 2. 1 二极管与门和或门二极管与门和或门一、一、二极管与门二极管与门3V0V符号符号:与门与门（AND gate)ABY&0 V0 VUD = 0.7 V0 V3 V3 V0 V3 V3 V真值表真值表A BY0 00 11 01 10001Y = AB电压关系表电压关系表uA/VuB/VuY/VD1 D20 00 33 03 3导通导通 导通导通0.7导通导通 截止截止0.7

18、截止截止 导通导通0.7导通导通 导通导通3.7二、二、二极管或门二极管或门uY/V3V0V符号符号:或门或门（AND gate)ABY10 V0 VUD = 0.7 V0 V3 V3 V0 V3 V3 VuYuAuBROD2D1-VSS-10V真值表真值表A BY0 00 11 01 10111电压关系表电压关系表uA/VuB/VD1 D20 00 33 03 3导通导通 导通导通 0.7截止截止 导通导通2.3导通导通 截止截止2.3导通导通 导通导通2.3Y = A + B正与门真值表正与门真值表正逻辑和负逻辑的对应关系：正逻辑和负逻辑的对应关系：A BY0 00 11 01 10001

19、负或门真值表负或门真值表A BY1 11 00 10 01110同理：同理：正或门正或门负与门负与门10 01课后复习：二极管的开关特性、二极管与门和或门课后复习：二极管的开关特性、二极管与门和或门一、半导体三极管非门一、半导体三极管非门V0 . 1ILI UuT 截止截止V5CCOHO VUuV5 . 2IHI UuT导通导通mA 1mA3 . 47 . 05bBEIHB RuUimA17. 0mA1305 cCCBS RVI 2. 2. 2 三极管非门（反相器）三极管非门（反相器）饱和导通条件饱和导通条件:BSBIi +VCC+5V1 k RcRbT+ +- -+ +- -uIuO4.3

20、k = 30iBiCBSBIi V3 . 0OLO UuT 饱和饱和因为因为所以所以电压关系表电压关系表uI/VuO/V0550.3真值表真值表0110AYAY 符号符号函数式函数式+VCC+5V1 k RcRbT+ +- -+ +- -uIuO4.3 k = 30iBiC三极管非门三极管非门: :AY1AY课后复习：三极管的开关特性、三极管非门课后复习：三极管的开关特性、三极管非门二、二、MOS 三极管非门三极管非门V2V0TNILGS UUuMOS管截止管截止V10DDOHO VUu2.V10IHI UuV2V10TNIHGS UUuMOS 管导通管导通（在在可变电阻区）可变电阻区）V0O

21、LO Uu真值表真值表0110AYAY +VDD+10VRD20 k BGDSuIuOV0ILI Uu1.+ +- -uGS+ +- -uDS故故课后复习：课后复习：MOS管的开关特性及非门管的开关特性及非门2. 4 TTL 集成门电路集成门电路（TransistorTransistor Logic）一、电路组成及工作原理一、电路组成及工作原理+VCC(5V)R1uIuo4k AD1T1T2T3T4DR21.6k R31k R4130 Y输入级输入级中间级中间级输出级输出级D1 保护二极管保护二极管 防止输入电压过低。防止输入电压过低。当当 uI uB uE现在现在 : uE uB uC ，即

22、，即 发射结反偏发射结反偏 集电结正偏集电结正偏 倒置放大倒置放大02. 0 i iii = i ib =(1+ i )ib4.3Vc e 3.6 V1.4V0.7V2.1V V6 . 3 )2(IHI Uu1.4V+VCC(5V)R1uIuo4k AT1T2T3T4DR21.6k R31k R4130 Y V6 . 3 IHI UuT1 倒置放大状态倒置放大状态mA 725. 011BCCB1 RuVimA74. 0)1(B1iB2 ii 假设假设 T2 饱和导通饱和导通 V14BECES2C2 uuuT3 、D 均截止均截止mA 2.5 2C2CCCS2 RuVI( (设设1 4 = 20

23、) )mA 125. 02CS2BS2 IIBS2B2B2 , mA 74. 0Iii 则则T2 饱和的假设成立饱和的假设成立0.3ViB21VICS2iB10.7V2.1V因为因为3.6 ViE1+VCC(5V)R1uIuo4k AT1T2T3T4DR21.6k R31k R4130 Y V6 . 3IHI UuT1 倒置放大状态倒置放大状态T2 饱和，饱和，T3 、D 均截止均截止3.6 2.1 1.4 0.7 1 T4 的工作状态：导通的工作状态：导通放大还是放大还是饱和？饱和？R3E2B4iii mA 24. 3CS2B2E2 IiimA 0.717 . 03E23 RuiRmA 2.

24、54 iB2ICS2iB1iE1iE2iB4iR3又因为又因为 T3、D 均截止，即均截止，即0 0BS4CS4 II、BS4B4 Ii T4 深度饱和：深度饱和：uO = UCES4 0.3V（无外接负载）（无外接负载）若外接负载若外接负载 RL ： BS4CS4 II O4 Tu的饱和程度的饱和程度RL+VCC0.3 所以所以mA74. 0B2imA 2.5CS2I2. 4. 2 TTL与非门和其他逻辑门电路与非门和其他逻辑门电路 b1=A B C c1+5VR1T1b1ABCc1AB+5Vb1R1C等效电路等效电路T1 多发射极晶体管：多发射极晶体管：实现实现“与与”运算。运算。+VCC

25、+5VR14k AD2T1T2T3T4DR21.6k R31k R4130 Y输入级输入级中间级中间级输出级输出级D1BT1 多发射极三极管多发射极三极管1. A、B 只要有一个为只要有一个为 0 0.3V1V V1 V)7 . 03 . 0( B1 uT2 、 T4截止截止5VT3 、 D 导通导通 V3.6 V)7 . 07 . 05(O u V3 . 0BA uu V6 . 3 , V3 . 0BA uu V3 . 0 , V6 . 3BA uu一、一、TTL 与非门与非门RL3.6V区别：区别：T T1 1改为改为多发射极三极管多发射极三极管。+VCC+5V4k AD2T1T2T3T4

26、D1.6k 1k 130 Y输入级输入级中间级中间级输出级输出级D1BR1R2R3R43.6V3.6V0.7V1V0.3V4.3V2.1V2. A、B 均为均为 1 V6 . 3BA uu理论：理论： V3 . 4 V)7 . 06 . 3( B1 u实际：实际： V1 . 2 V)7 . 03( B1 uT2 、 T4 饱和导通饱和导通T3 、 D 截止截止uO = UCES4 0.3VTTL 与非门与非门RL+VCC+VCC+5V4k AD2T1T2T3T4D1.6k 1k 130 Y输入级输入级中间级中间级输出级输出级D1BR1R2R3R4TTL 与非门与非门整理结果：整理结果：1110

27、ABY00011011ABY ABY&2. 4. 3 TTL 集电极开路门和三态门集电极开路门和三态门一、一、集电极开路门集电极开路门OC 门门(Open Collector Gate)问题的提出问题的提出标准标准TTL与非门与非门进行进行与运算与运算:&ABEF&CD&G1A B C D&ABEF&CDG 能否能否“线与线与”？G=E F= A B C D E F E F问题：问题：TTL与非门的与非门的输出电阻很低。输出电阻很低。i功耗功耗与非门截止：与非门截止： T4热击穿热击穿iUOL与非门导通：与非门导通：不允许不允许&ABEF

28、&CDG与非门与非门 截止截止与非门与非门 导通导通+5VR4R2T3T4T5100 750 3K R3UOH+5VR4R2T3T4T5100 750 3K R3UOLOC门结构门结构+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC去掉去掉T3,T4标准标准TTL与非门与非门 可以断开可以断开+VCC+5VR1AD2T1T2T4R2R3YD1B 1. 电路组成及符号电路组成及符号+V CCRC外外接接YAB&+V CCRCOC 门必须外接负载电阻门必须外接负载电阻和电源才能正常工作。和电源才能正常工作。AB 2. OC 门的主要特点门的主要特点可以线与可以线与

29、二、二、 输出三态门输出三态门 TSL门门(Three - State Logic)(1) 使能端低电平有效使能端低电平有效1. 电路组成电路组成+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R4YB1D3EN使能端使能端(2) 使能端高电平有效使能端高电平有效1ENYA &ENBENYA&BENEN以使能端低电平有效为例：以使能端低电平有效为例：2. 三态门的工作原理三态门的工作原理时时 0 ENP = 1（高电平）（高电平） 电路处于正常电路处于正常工作状态：工作状态： D3 截止，截止，BAPBAY （Y = 0 或或 1）+VCC+5VR1AT1T2T3T4DR2R3R

30、4YB1D3ENP = 0 ( (低电平低电平) )D3 导通导通时时 1 EN T2 、T4截止截止uQ 1 VT3、D 截止截止输出端与上、下均断开输出端与上、下均断开 高阻态高阻态记做记做 Y = Z作业：作业： P108 题题220课后复习：课后复习：TTL OC门和三态门的逻辑符号、门和三态门的逻辑符号、特性及应用特性及应用2.3 CMOS集成门电路集成门电路2.3.1 2.3.1 CMOS反相器反相器uA+VDD+10VTPTN+VDD+10V+VDD+10VSSRONPRONN10V0V(a) 电路(b) TN截止、TP导通(c) TN导通、TP截止uYuYuY（1）uA0V时，

31、时，TN截止，截止，TP导通。输出电压导通。输出电压uYVDD10V。（2）uA10V时，时，TN导通，导通，TP截止。输出电压截止。输出电压uY0V。AY 2.3.2 2.3.2 CMOS与非门、或非门、与门和或门与非门、或非门、与门和或门一、一、CMOS与非门与非门BY+VDDATP1TN1TN2TP2BAYA、B当中有一个或当中有一个或全为低电平时，全为低电平时，TN1、TN2中有一个或全部截中有一个或全部截止，止，TP1、TP2中有一个中有一个或全部导通，输出或全部导通，输出Y为为高电平。高电平。只有当输入只有当输入A、B全为全为高电平时，高电平时，TN1和和TN2才会才会都导通，都导

32、通，TP1和和TP2才会都才会都截止，输出截止，输出Y才会为低电才会为低电平。平。BY+VDDATN1TP2TN2TP1二、二、CMOS或非门或非门BAY只要输入只要输入A、B当当中有一个或全为高中有一个或全为高电平，电平，TP1、TP2中有中有一个或全部截止，一个或全部截止，TN1、TN2中有一个或中有一个或全部导通，输出全部导通，输出Y为为低电平。低电平。只有当只有当A、B全为全为低电平时，低电平时，TP1和和TP2才会都导通，才会都导通，TN1和和TN2才会都截止，输才会都截止，输出出Y才会为高电平。才会为高电平。与门ABAB&1Y=AB=ABAB&YABA+B11或门A

33、B1YY=A+B=A+B三、三、CMOS与门和或门与门和或门2.3.3 2.3.3 CMOS与或非门和异或门与或非门和异或门&1&1 & 1ABCDABCDABCDYYY(a) 由与非门和反相器构成(b) 由与门和或非门构成(c) 逻辑符号一、一、CMOS与或非门与或非门DCBADCBAYDCBAY&ABY&二、二、CMOS异或门异或门BABABABABABAY2.3.42.3.4、CMOS传输门、传输门、 TSL门和门和OD门门C+VDDTGuiuiuouoTPTNCCC(a) 电路(b) 符号一、一、CMOS 传输门传输门C0、 ，即，即C端为低电平

34、（端为低电平（0V）、）、 端为高电平（端为高电平（VDD）时，时， TN和和TP都不具备开启条件而截止，输入和输出之间相当于都不具备开启条件而截止，输入和输出之间相当于开关断开一样。开关断开一样。C1、 ，即，即C端为高电平（端为高电平（VDD）、）、 端为低电平（端为低电平（0V）时，时，TN和和TP都具备了导通条件，输入和输出之间相当于开关接都具备了导通条件，输入和输出之间相当于开关接通一样，通一样，uoui。1C0CCC二、二、CMOS TSL门门11ENAETP2TP1 YTN1TN2AEY+VDD(a) 电路(b) 符号E=1时，TP2、TN2均截止，Y与地和电源都断开了，输出端呈

35、现为高阻态。E=0时，TP2、TN2均导通，TP1、TN1构成反相器。可见电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态，是一种三态门。&1YAB+VDDRD外接AB&Y(a) 电路(b) 符号ABY三、三、CMOS OD门门1.3.2 TTL与非门外特性和参数与非门外特性和参数测试电路一、电压传输特性： UO UI&+5VUIUOR简化的传输特性( UO UI )曲线 二值性曲线UOHUOLUIHUIL1.4UTUO(V)UI(V)1231230截止区(T5 ：关门)转折区(过渡区)饱和区(T5：开门)阈值电压:UT=1.4V 门槛电压(Threshold)+5VFR4R

36、2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC1007503603K 通用：UOH2.4V ， UOL 0.4V 典型值 ： 输出高电平 UOH=3.4V 输出低电平 UO L =0.3V 阈值电压 UT =1.4V1. 输出端2. 输入端： 典型值 ： 输入高电平 UIH=3.4V 输入低电平 UIL =0.3V 通用：UIUT UI=“1”，与非门开门 UO L ； UIUT UI=“0”，与非门关门 UOH 。 典型参数：二、输入负载特性二、输入负载特性 (UI RI ) UIVRIC+5VR4R2R13kb1100750FT2R5R3T3T4T1T5c1AB3603KUI=RIR

37、I+R1(5-UBE1)=4.3RI3+RI例：RI=0.5K UI =0.6V UT UI 为低电平当RI较小时：设：T2、T5 截止 截止R4T2R3c1T1+5VR13kT5b1RIUIR2R5T3T4F当RI较小时： UIUT , T2 、 T5 截止，T3、T4 导通：UF = UOH 。T1+5VR13kb1RIUIR2R4R5T3T4UFRLF当UI=UT 时，T5将饱和导通:UF = UOL;此时RI =?求出：RI =1.45K 临界电阻 即 : 1.45K ;1.4=RIRI+3(5-UBE1)1.4V当RI 1.45K时 箝位 UI =1.4V, UF = UOL 。1.

38、45K 饱和UF = UOL +5 VRIFR2R13kT2R3T1T5b1c12.1V1.4V0.7V20RI(K)UI(V)12310.60.51.41.45多余输入端处理：接+5V若悬空:UI=“1”输入端并联使用对应:UOH对应:UOLABCF UIVRI& RI UI 关系 :RI 1.45K时: 输入端（UI）相当于接 “1” (高电平);RI UT 0 (开启电压）UGS UT D S断开D S导通（几百欧）UGS UT UT D S导通（几百欧）D S断开二二 、 MOS门电路门电路1 . MOS反相器（非门）0VUDD1) UA = 0V:工作原理:2)UA = UD

39、D :UGS UT ,T截止; UF = UDD , F=“1”。 NMOS增强型+UDDFARDSGTUDD0VUGS UT ,T导通; UF 0V , F=“0”。结构:0 11 0 真 值 表： 输入 输出 A F0VUDD NMOS增强型UDD0V+UDDFARDSG逻辑式：F=A1AF逻辑符号:有源负载有源负载的的MOS反相器（非门）反相器（非门）T2(负载管）T1 (驱动管）逻辑式：F=AAF+UDDDGSUGS= UDS UT导通有源负载 NMOS增强型AF+UDDT1(非线性电阻)2. CMOS反相器反相器CMOS电路Complementary -Symmetry MOS互补对称式MOST2(负载管）T1 (驱动管）PMOS管NMOS管T1 : ONT2: OFFOFFON同一电平:+UDDSDADSGF1) 结构“0”(0V)UGS UT 0导通+UDDSDAFDSGT2T1PMOSNMOSUGS0截止“1”(+UDD)2) 工作原理 UA=0V“0”(0V)UGS UT UT 0导通“1”(+UDD)F UA= UDD 0VUDD真 值 表：A F T1 T2 F+UDDSDADSGT2T11 导通 截止0 0 截