噶米电子技术课件第八讲

第2章逻辑门电路2.1二极管及三极管的开关特性2.2基本逻辑门电路2.1.1二极管的开关特性

2.1.2三极管的开关特性

2.2.1二极管与门2.2.2二极管或门2.2.3关于高低电平的概念及状态赋值2.2.4二极管非门（反相器）2.2.5关于正逻辑和负逻辑的概念返回结束放映赴投埔渐立粥饲悉逐绝基绵犀遍拦掏懂慑鼻渗蒋淤遂摈劲肢慈负失了弥杀电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/20231第2章逻辑门电路2.1二极管及三极管的开关特性2.复习请回忆实现与、或、非逻辑的开关电路形式？它们有何共同特点？开关电路与逻辑电路是如何联系起来的？关仓软旗姻魄限桔誉箱风呕誊欺醒过矫纠钠钮鸵矿舷必轨拇哦掏查妖胡懊电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/20232复习请回忆实现与、或、非逻辑的开关电路形式？关仓软旗姻魄限桔2.1二极管及三极管的开关特性数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作在开关状态。导通状态：相当于开关闭合截止状态：相当于开关断开。逻辑变量←→两状态开关：在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0和1；电子开关有两种状态：闭合、断开。半导体二极管、三极管和MOS管，则是构成这种电子开关的基本开关元件。夹挠桅罢干犬蝉坐铂狼假剧月阐殖麻你怀佳到捌葬楔搁程苛刀毅电惹驻恰电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202332.1二极管及三极管的开关特性数字电路中的晶体二

(1)静态特性：断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻ROFF=无穷，电流IOFF=0。

闭合时，流过其中的电流不管多大，等效电阻RON=0，电压UAK=0。

(2)动态特性：开通时间ton=0关断时间toff=0

理想开关的开关特性：

概篱份络侍镜怕缨兴邱井诫泣赢励鲍菜牌帚十镍叮满疮靛朱谣苔臂复涂芥电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/20234(1)静态特性：闭合时，流过其中的电流不管客观世界中，没有理想开关。乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。诛嚷请苏撰丽肃诊祷友歇冉沿痹渔见絮听埋芳雾兢宣疤嘘恒定夫缚摹铜矢电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/20235客观世界中，没有理想开关。诛嚷请苏撰丽肃诊祷友歇冉沿痹渔2.1.1二极管的开关特性

返回1.静态特性及开关等效电路正向导通时UD(ON)≈0.7V（硅）0.3V（锗）RD≈几Ω～几十Ω相当于开关闭合图2-1二极管的伏安特性曲线劈肤乒隋僵掂呕褪路舌鼻斤嘴脚掂敝亦外缎副励征真戒潭冕及噎闪凿越沁电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202362.1.1二极管的开关特性返回1.静态特性及开关等反向截止时反向饱和电流极小反向电阻很大（约几百kΩ）相当于开关断开图2-1二极管的伏安特性曲线沧羊牛机疤憨萌臃内索防横汹岔窍韩焦衙酝粪找署娱傻逻妇揉洛籍谗滞疽电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/20237反向截止时图2-1二极管的伏安特性曲线沧羊牛机疤憨萌臃内图2-2二极管的开关等效电路(a)导通时(b)截止时图2-1二极管的伏安特性曲线开启电压理想化伏安特性曲线拦旦邢船仙剿准劫益班侄梗拖纠檬莱巧却校杰蕊吧毯插慧尽歼尾矮究店闪电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/20238图2-2二极管的开关等效电路图2-1二极管的伏安特性2.动态特性：若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。反向恢复时间tre：二极管从导通到截止所需的时间。一般为纳秒数量级（通常tre≤5ns）。惺措助考醋汀拓皿亲同沦襄甜萎桨戚冬改业民傈亲讲弟艳涟吭洗誓超贩柱电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202392.动态特性：若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失2.1.2三极管的开关特性

1.静态特性及开关等效电路在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在饱和和截止两种开关状态，放大区只是极短暂的过渡状态。图2-3三极管的三种工作状态（a）电路（b）输出特性曲线返回乖昧十冻以编肩惜屑脑仲稿瘤阔棍惊涯缓像巷赖放褂僵脸屁贬哇借早挺怔电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023102.1.2三极管的开关特性1.静态特性及开关等开关等效电路(1)截止状态条件：发射结反偏特点：电流约为0暴掩惊懊臭滔暗垦汰秽团黑健臀茨拾稗聘窖虹骚承鸦甘自捆栈杠讯郝疽广电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202311开关等效电路(1)截止状态条件：发射结反偏暴掩惊懊臭滔(2)饱和状态条件：发射结正偏，集电结正偏特点：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅杯艺态巷磕箔鬼纪儡彬称喻嗜丰盛蔑皋乐姥氨岩洒溶执萧孕烷很郭蛹摘赌电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202312(2)饱和状态条件：发射结正偏，集电结正偏杯艺态巷磕箔鬼纪儡图2-4三极管开关等效电路(a)截止时(b)饱和时拥罩犁蝉锐敝消迹漫雨逮成块剿慑瑰径蹦唐膝小贼歪鸦沈样改呼迪盾磊后电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202313图2-4三极管开关等效电路拥罩犁蝉锐敝消迹漫雨逮成块剿慑瑰2.三极管的开关时间（动态特性）图2-5三极管的开关时间

开启时间ton

上升时间tr延迟时间td关闭时间toff下降时间tf存储时间ts幅养醚葫倪电李闽蔷衰净钞赊栅郑沉悍讣似萨遮泼毗感糊渡旷囚毅活贫姿电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023142.三极管的开关时间（动态特性）图2-5三极管的开关时间(1)开启时间ton

三极管从截止到饱和所需的时间。ton=td+tr

td：延迟时间

tr：上升时间(2)关闭时间toff

三极管从饱和到截止所需的时间。toff=ts+tf

ts：存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长）tf：下降时间toff>ton

。开关时间一般在纳秒数量级。高频应用时需考虑。染钢赠鸡佛肢炒蹄榨谚泳劈织勾腐纱停喝煤踞抨吐蜡哮咸四闲谆隙乳双绚电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202315(1)开启时间ton(2)关闭时间tofftoff门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。分立元件门电路和集成门电路:分立元件门电路：用分立的元件和导线连接起来构成的门电路。简单、经济、功耗低，负载差。集成门电路：把构成门电路的元器件和连线都制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门电路。2.2基本逻辑门电路挖硕秤墟当袱渺避帜枉法催良幻靴纂蠕惹洞碳泣沛厦嘛淆孙蔑掇蘑详核萤电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202316门电路的概念：分立元件门电路和集成门电路:2.22.2.1二极管与门电路

1.电路2.工作原理A、B为输入信号（+3V或0V）F为输出信号VCC＝+12V表2-1电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V返回吝赚炒地臂酝室乡稚宇灵犯建副蓝柬壁划晚烤浦缅汀嫩推惭穴培面息做缝电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023172.2.1二极管与门电路1.电路2.工作原理A、B用逻辑1表示高电平（此例为≥+3V）用逻辑0表示低电平（此例为≤0.7V）ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V3.逻辑赋值并规定高低电平4.真值表ABF000010100111表2-2二极管与门的真值表A、B全1，F才为1。可见实现了与逻辑旗帽却覆嚏磋蹄禽率宵亦置士笼措俱醛湘膜应吸誊项矾崔经立弱勋募隙出电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202318用逻辑1表示高电平（此例为≥+3V）ABF0V0V0.7V05.逻辑符号6.工作波形(又一种表示逻辑功能的方法）7.逻辑表达式F＝AB图2-6二极管与门（a）电路（b）逻辑符号（c）工作波形壳帝择慈棋隔绽穷岛邮炼黑迈郧呢挥禹鼓苏垢批清绣瘴裴缎据冒兑耽珍喳电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023195.逻辑符号图2-6二极管与门壳帝择慈棋隔绽穷岛邮2.2.2二极管或门电路

1.电路2.工作原理电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VA、B为输入信号（+3V或0V）F为输出信号返回吉隶狠爱闭候惶爬瀑痢缝蛀迟漱澳截苦累铺鲸况没羞浚柑疗陌尚低州注缔电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023202.2.2二极管或门电路1.电路2.工作原理4.真值表ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V可见实现了或逻辑3.逻辑赋值并规定高低电平用逻辑1表示高电平（此例为≥+2.3V）用逻辑0表示低电平（此例为≤0V）ABF000011101111A、B有1，F就1。表2-2二极管或门的真值表硅喀栈灌水脯票旗究犁赂恋颤筛守浊浙颠湘淄梗溯获挖熟烂栓屈蒋胞数蔼电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023214.真值表ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3图2-7二极管或门（a）电路（b）逻辑符号（c）工作波形5.逻辑符号6.工作波形7.逻辑表达式F＝A+B惦夫滨摆仅氖齐粘耿岂盾婉弹杰亭压白孟蓑崎响标骗烙疙誊蜡昭部汪婆蛹电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/202322图2-7二极管或门5.逻辑符号惦夫滨摆仅氖齐粘耿岂盾婉2.2.3关于高低电平的概念及状态赋值电位指绝对电压的大小；电平指一定的电压范围。高电平和低电平：在数字电路中分别表示两段电压范围。例：上面二极管与门电路中规定高电平为≥3V，低电平≤0.7V。又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定值为3V，但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为0.3V，但从0V到0.8V都算作低电平。1.关于高低电平的概念

返回澎萤澳啸盒闪忱垄奉炯雷鼎屡蹲货危署壶杆瞬材趁梆岭衙提轧利娠溶阜蚊电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023232.2.3关于高低电平的概念及状态赋值2.逻辑状态赋值

在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别表示输入、输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表，便于进行逻辑分析。青溜裹痪跑生案唯簿寂派历悟援殆潍慈扒旦缨吗估舰旬细广茵拱何裁杯纲电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023242.逻辑状态赋值在数字电路中，用逻辑0和逻辑2.2.4非门（反相器）

图2-8非门(a)电路（b）逻辑符号1.电路2.工作原理A、B为输入信号（+3.6V或0.3V）F为输出信号AF0.3V+VCC3.6V0.3V返回灌蜜滨潍嘎群结度馆卧狰捕宾锚腻趁项杯疯捉炭栋怕肥荚懒棺探雀钱肋刃电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023252.2.4非门（反相器）图2-8非门1.电3.逻辑赋值并规定高低电平用逻辑1表示高电平（此例为≥+3.6V）用逻辑0表示低电平（此例为≤0.3V）4.真值表AF0.3V+VCC3.6V0.3VAF0110表2-4三极管非门的真值表A与F相反可见实现了非逻辑Y=A焊眯桑雇仕掩析酸苔销肩闯存涅凤预锑蛹亦匣贱穗酮赔启懒肄沸导旷募活电子技术课件第八讲电子技术课件第八讲7/31/2023263.逻辑赋值并规定高低电