脉冲基础知识与反相器

1、 第第 11 章脉冲基础知识和反相器章脉冲基础知识和反相器本章学习目标本章学习目标11.1脉冲基础知识脉冲基础知识11.2晶体管开关特性晶体管开关特性11.3反相器反相器本章小结本章小结 本章学习目标本章学习目标掌握脉冲的概念及矩形脉冲波的常用参数。掌握脉冲的概念及矩形脉冲波的常用参数。掌握掌握 RC 微分电路和微分电路和 RC 积分电路的组成形式、工作条积分电路的组成形式、工作条件、工作原理及功能。件、工作原理及功能。理解理解 RC 脉冲分压器的工作原理。脉冲分压器的工作原理。掌握二极管、三极管的开关特性，理解开关时间的概念。掌握二极管、三极管的开关特性，理解开关时间的概念。了解加速电容的作

2、用及其工作原理。了解加速电容的作用及其工作原理。掌握晶体管反相器的工作原理和特性。掌握晶体管反相器的工作原理和特性。 11.1脉冲基础知识脉冲基础知识11.1.1脉冲的概念及其波形脉冲的概念及其波形11.1.2矩形脉冲波矩形脉冲波11.1.3RC 微分电路和微分电路和 RC 积分电路积分电路 11.1.4RC 脉冲分压器脉冲分压器 11.1.1脉冲的概念及其波形脉冲的概念及其波形1脉冲的概念脉冲的概念脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。脉冲：脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。脉冲：瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号，简瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为

3、脉冲信号，简称为脉冲。称为脉冲。2常见的几种脉冲波形常见的几种脉冲波形 11.1.2矩形脉冲波矩形脉冲波脉冲技术最常用的波形是矩形波、脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。方波。理想的矩形波理想的矩形波上升沿、下降沿陡直；顶部平坦。上升沿、下降沿陡直；顶部平坦。实际的矩形波波形。实际的矩形波波形。 1矩形脉冲波的主要参数矩形脉冲波的主要参数( (1) )幅度幅度 Vm 脉冲电压变化的最大值。脉冲电压变化的最大值。( (2) )上升时间上升时间 tr 脉冲从幅度的脉冲从幅度的 10% 处上升到幅度的处上升到幅度的 90% 处所需时间。处所需时间。( (3) )下降时间下降时间 tf 脉冲从幅度的脉

4、冲从幅度的 90% 处下降到幅度的处下降到幅度的 10% 处所需的时间。处所需的时间。( (4) )脉冲宽度脉冲宽度 tp 定义为前沿和后沿幅度为定义为前沿和后沿幅度为 50% 处的宽度。处的宽度。 ( (5) )脉冲周期脉冲周期 T 对周期性脉冲，相邻两脉冲波对应点间对周期性脉冲，相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率 f，即，即Tf1 2矩形波的分解矩形波的分解矩形波可由基波和多次谐波矩形波可由基波和多次谐波叠加而成；基波的频率与矩形波叠加而成；基波的频率与矩形波相同，谐波的频率为基波的整数相同，谐波的频率为基波的整数倍。倍。表达式：表达式

5、： tAtAtAv0005sin53sin3sin 11.1.3RC 微分电路和积分电路微分电路和积分电路一、一、RC 微分电路微分电路1电路组成电路组成2电路特点电路特点输出信号取自输出信号取自 RC 电路中的电阻电路中的电阻 R 两端。即两端。即 vO = vR 时间时间常数常数 VT1 时，时， V1 导通，导通，vO 为低电平；为低电平； vI vGS |VPT| + VTN 工作原理工作原理：vI = 0 ( (低电平低电平) )，VGS1 |VTP|，V2 导通，导通，vO 为高电平。为高电平。vI = 1 ( (高电平高电平) )，VGS1 VTN ，V1 导通；导通；但但 |V

6、GS2| tp( ( 3 tp) )条条 件件 tp( ( 0.2tp) )功功 能能突出恒定突出恒定量，压低量，压低变化量变化量突出变化突出变化量，压低量，压低恒定量恒定量电电 路路 判断三极管工作状态的条件判断三极管工作状态的条件( (NPN 管管) ) 电流条件电流条件偏置条件偏置条件截截 止止IB 0VBE 0VBC 0放放 大大0 IB IBSVBE VT；VBC 0.7 V( (Si) )；VBC 0VBE 0.3 V( (Ge) ) 几种反相器比较几种反相器比较反相器反相器电路特点电路特点缺缺 点点优优 点点晶体管晶体管反相器反相器为分立元件反相器，提为分立元件反相器，提高输入端抗干扰能力，高输入端抗干扰能力，基极需另接电源基极需另接电源体积大，功体积大，功耗大耗大电路简单，可靠电路简单，可靠MOS反相器反相器MOS管为驱动器，管为驱动器，负载电阻较大负载电阻较大速度低速度低耗电比晶体管反相耗电比晶体管反相器省器省MOS管作管作负载负载负载为负载为MOS管，跨导管，跨导较小较小负载管一直负载管一直导通，功耗导通，功耗较大较大速度较高速度较高CMOS 反反相器相器NMOS管与管与PMOS管互补管互补速度快，功速度快，功耗低，易集耗低，易集成成速度快，功耗低，速度快