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1、1,第三章 逻辑门电路,第一节 晶体二极管的开关特性 第二节 晶体三极管的开关特性 第三节 TTL集成逻辑门 第四节 其他类型的双极型数字集成电路 第五节 CMOS门电路,返回,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？,3,第一节 晶体二极管的开关特性,数字电路中的晶体二极管工作在开关状态。 导通状态：相当于开关闭合 截止状态：相当于开关断开。,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。,5,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
2、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。,6,一、 二极管的静态开关特性,返回,1. 静态特性及开关等效电路,正向导通时，UD(ON)0.7（硅） 、 0.3V（锗） RD几 几十 相当于开关闭合,7,二极管的开关等效电路 (a) 导通时 (b) 截止时,8,反向截止时 反向饱和电流极小 反向电阻很大（约几百k） 相当于开关断开,9,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
3、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 ）。,二、 二极管的动态开关特性,10,三、晶体二极管的开关参数,最大正向电流：二极管正向导通电流的最大允许值。在使用时不得超过这一数值。 最高反向工作电压：二极管反向工作电压的最大允许值。在使用时不得超过这一数值。 反向击穿电压：二极管在一定反向电流（例如100uA）下的反向电压。在此电压下认为二极管已被击穿。,二极管主要稳态及瞬态开关参数如下：,11,反向电流：二极管在最高反向工作电压下的电流。 零偏压电容：二极管在零偏压下的结电容。 反向恢复时间：在一定负载条件下，二极管从正向电流（例如10mA）变化到
4、反向电流一定值（例如10mA的10%）时所需时间。,12,第二节 晶体三极管的开关特性,一、静态开关特性 二、动态开关特性 三、晶体三极管开关参数 四、晶体三极管反向器,13,一、 静态开关特性,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321 三极管开关电路及其静态输出特性 （a）电路 （b）输出特性曲线,返回,14,开关等效电路,(1) 截止状态,条件：发射结反偏 特点：电流约为0,15,(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,16,三极管开关等效电路 (a) 截止时 (b)
5、饱和时,17,二、动态开关特性,图324 三极管的开关时间,18,(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。,19,三、晶体三极管的开关参数,1、稳态开关参数 2、瞬态开关参数,20,四、晶体三极管反向器,1、晶体三极管反相器工作原理 2、负载的影响 3、反相器的带负载能力,21,作业题,3-1,返回,
