传感器与传感电路技术课件 4.3 逻辑门信号发生电路

项目4红外传感器应用电路设计或制作聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通红外传感电路红外感应干手器电路多谐振荡电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通反相器（非门）输入为1输出为0，输入为0输出为1。CD4069六MOS反相器红外传感电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通4.3.1逻辑门多谐振荡电路工作特性无输入信号，输出矩形脉冲序列，自激振荡。电路由两个反相器和电阻、电容构成。电路的振荡是靠电容器的充电和放电。刚上电时，如vO1为高电平，则vO为低电平，电容器C通过电阻R2充电，vI上升。当vI上升到F1的阈值电压时，F1导通，vO1输出低电平，F2截止，vO输出高电平。电容器通过电阻R2放电，反相器F1的输入端电位vI下降。当vI降低到F1的阈值电压以下时，F1又截止，vO1输出高电平，F2又导通，vO输出低电平。如此循环，在输出端vO输出脉冲信号序列。4.3逻辑门信号发生电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通4.3.2MOS管简介管脚及类型MOS是金属氧化物半导体场效应管（MetalOxideSemiconductor）的缩写。有三个电极，分别称为栅极（G）、源极（S）、漏极（D）。按结构MOS管可分为P沟道管即PMOS和N沟道管即NMOS。按原理有增强型和耗尽型。4.3逻辑门信号发生电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通4.3.2MOS管简介增强型NMOS内部结构一块低掺杂浓度的P型硅片衬底。两个高掺杂的N+区。金属铝引出两个电极为源极S和漏极D。硅片表面覆盖一层很薄的二氧化硅（SiO2）绝缘层。SiO2上的一层金属铝为栅极G。衬底引出引线B，B通常在管内与源极S相连接。4.3逻辑门信号发生电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通4.3.2MOS管简介增强型NMOS工作原理uGS≤0时，管内没有导电沟道，MOS管截止。uGS＞0时，栅极下的二氧化硅中产生一个垂直指向P型衬底的电场。电场排斥栅极附近P型衬底的空穴，留下不能移动的负离子，同时吸引衬底中的电子。uGS增加，衬底表面的电子增多，当uGS达到开启电压（一般为2~20V）时，电子在P型衬底表面形成一个N型薄层，即导电沟道。沟道形成后，在uDS的作用下，电流iD沿沟道从漏极流向源极，MOS管导通。导通条件为uGS≥UTH，UTH为开启电压。4.3逻辑门信号发生电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通4.3.2MOS管简介增强型PMOS内部结构：N型硅作衬底，而漏极和源极从P+区引出。导通条件：

uGS<0,且

|uGS|>|UTH|。4.3逻辑门信号发生电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通4.3.2MOS管简介特性与晶体管一样，也具有开关特性和放大特性。可用于构成逻辑门、放大器及存储器等。与晶体管相比，主要优点：输入电阻高。可抑制输入信号衰减，适宜小电流、高精度、高灵敏度的检测仪器。温度稳定性好，抗辐射能力强。适宜环境条件变化较大的场合。噪声低。适宜稳定性要求高的场合。工艺简单，集成度高。适用于大中规模集成电路。4.3逻辑门信号发生电路MOS管静态RAM电路MOS管反相器电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通4.3.2MOS管简介管脚识别不同的封装类型管脚布局可能不同。TO-92、TO-3P、TO-251等文字面向上从左至右为G-D-S。TO-252型文字面向上，左下顺时针方向为G-D-S。管型检测

用万用表“R×10K”挡，测极间电阻：若将黑表笔接栅极，红表笔分别源极和漏极测得的电阻值小，则为PMOS。反之为NMOS。4.3逻辑门信号发生电路TO-3PGDSTO-92GDSTO-251GDSGDSTO-252聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通

4.3逻辑门信号发生电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通4.3.4逻辑门多谐振荡电路工作原理：上电时如vO1为高电平，则vO为低电平。MOS管TN1和TP2截止，TN2和TP1导通。电容器C通过TP1、电阻R和TN2充电，vI上升。当vI达到TN1的阈值电压时，TN1导通vO1输出低电平，TN2截止，TP2导通，vO输出高电平。电容C通过TP2、电阻R和TN1放电（反向充电），vI下降。当vI低于TN1阈值电压时TN1截止，TP1导通，vO1输出高电平，TN2再次导通，TP2再次截止，vO再次输出低电平。4.3逻辑门信号发生电路聚集问题激活原知论证新知应用练习融会贯通1.刚上电时，如vO1为低电平，则vO为

电平，电容器C通过电阻R2

电，vI

。当vI

F1的

时，F1

，vO1输出

电平，F2

，vO输出

电平。电容器通过电阻R2

，反相器F1的输入端电位vI

。当vI

F1的

时，F1又

，vO1输出

电平，F2又

，vO输出

电平。如此循环，在输出端vO输出

信号序列。2.该电路是一个

电路，电路没有输入信号，是以

振荡方式工作的。4.2.2555定时器典型应用思考讨论：1.图示电路在vO1是高电平时，哪个MOS管是导