石河子大学：《数字电子技术》课程教学资源（PPT课件）第三章 逻辑门电路

数字电子技术Digital Eleetronics Technolog 第三章逻辑门电路 石何子大学《款字范子枝术》裸程组 电 话：0993-2057237 电子邮搐：rl mac@shzu.edu,cn 机电学院电气工程系 上一页下一页回目录退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 第三章 逻辑门电路 数字电子技术Digital Electronics Technology 石河子大学《数字电子技术》课程组 电 话：0993-2057237 电子邮箱：rl_mac@shzu.edu.cn

第三章逻辑门电路 3.1二极管的开关特性及二极管门电路 3.2三极管的开关特性及三极管门电路 3.3TTL逻辑门电路 2 3.4M0S逻辑门电路 3.5集成逻辑门电路的应用 3.6两种有效电平及两种逻辑符号 3.7门电路的VHDL描述 机电学院电气工程系 上一页下一页回目录 退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 第三章 逻辑门电路 3.3 TTL逻辑门电路 3.4 MOS逻辑门电路 3.5 集成逻辑门电路的应用 3.6 两种有效电平及两种逻辑符号 3.1 二极管的开关特性及二极管门电路 3.2 三极管的开关特性及三极管门电路 3.7 门电路的VHDL描述

3.1二极管的开关特性及二极管门电路 一、二极管的开关特性 1.二极管的静态特性 (1)加正向电压U时，二极管导通，管压降U,可忽略。二极管相当于 一个闭合的开关。 心机电学院电气工程系 上一页下一页回目绿退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 3.1 二极管的开关特性及二极管门电路 （1）加正向电压UF时，二极管导通，管压降UD可忽略。二极管相当于 一个闭合的开关。 一、二极管的开关特性 1．二极管的静态特性 D F RL U F I F K UF RL I

3.1二极管的开关特性及二极管门电路 (2)加反向电压时，二极管截止，反向电流Is可忽略。 二极管相当于一个断开的开关。 UR 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压控制的开关。 当外加电压为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的 变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程就是二 极管开关的动态特性。 机电学院电气工程系 上一页下一页 回目录 退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压ui控制的开关。 当外加电压vi为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的 变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程就是二 极管开关的动态特性。 （2）加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。 二极管相当于一个断开的开关。 3.1 二极管的开关特性及二极管门电路 D RL U S R I L K UR R

3.1二极管的开关特性及二极管门电路 2.二极管开关的动态特性 给二极管电路加入一个脉冲信 号，电流的波形怎样呢？ UR 为存储时间，t称为渡越时间。 0.1R t=t十t称为反向恢复时间 机电学院电气工程 上一页 下一页回目录 退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 2．二极管开关的动态特性 给二极管电路加入一个脉冲信 号，电流的波形怎样呢？ t s为存储时间，t t称为渡越时间。 t re ＝t s十t t称为反向恢复时间 + － D ui RL i ui UF UR t1 t 0 i t1 t 0 IF IS t R t s IF t i 0.1I 0 t IR t1 3.1 二极管的开关特性及二极管门电路

3.1二极管的开关特性及二极管门电路 反向恢复时间：te=t十t 产生反向恢复过程的原因： 反向恢复时间t。就是存储电荷消散所需要的时间。 P区 耗尽层N区 0 0 0 2 P区中电子 N区中空穴 浓度分布 浓度分布 同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间，这段时 间称为开通时间。 @ 机电学院电气工程系 上一页下一页 回目录 退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间，这段时 间称为开通时间。 反向恢复时间：tre ＝t s十t t 产生反向恢复过程的原因： 反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。 3.1 二极管的开关特性及二极管门电路 + - P N Lp x 浓度分布 P 耗尽层 N 区 区中电子 区中空穴 区 浓度分布 Ln

3.1二极管的开关特性及二极管门电路 二、二极管门电路 1.二极管与门 输 入 输出 U (V) UB (V) UL (V) 9+Vcc(+5V) OV Ov OV R 0V 5V Ov 3k2 5V OV 0v AO OL 5V 5V 5V D2 与逻辑真值表 输 输出 A B L 0 0 0 L=AB 0 1 0 1 0 机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 二、二极管门电路 1.二极管与门 0 1 0 1 A B L 0 0 1 1 输 入 0 0 0 1 输出 与逻辑真值表 3.1 二极管的开关特性及二极管门电路 B +V A L D D 3kΩ R CC (+5V) 1 2 & L=A·B B A 输 入 输出 UA（V） UB（V） UL（V） 0V 0V 0V 0V 5V 0V 5V 0V 5V 5V 0V 5V

3.1二极管的开关特性及二极管门电路 2,或门电路 输 入 输出 D U(V） UB (V) UL (V) Ov Ov 0v Ov 5V 5V 5V OV 5V 5V 5V 5V 3k2 或逻辑真值表 输入 输出 A B L 0 0 0 L=A+B 0 1 1 0 1 机电学院电气工程系 上一页下一页 回目录 退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 2．或门电路 0 1 0 1 A B L 0 0 1 1 输 入 0 1 1 1 输出 或逻辑真值表 3.1 二极管的开关特性及二极管门电路 A L B D D 3kΩ 2 1 R ≥1 L=A+B A B 输 入 输出 UA（V） UB（V） UL（V） 0V 0V 0V 0V 5V 5V 5V 0V 5V 5V 5V 5V

3.2三极管的开关特性及三极管门电路 一、三极管的开关特性 1.三极管电路的习惯画法 Re R,150k R,150k B +BB BB 12V (6V BE 机电学院电气工程系 上一页下一页回目录 退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 1. 三极管电路的习惯画法 一、三极管的开关特性 3.2 三极管的开关特性及三极管门电路 6V T - C c CC 150k + - U 4k CE V + 12V V U b BE R IB R BB I +V + T V R CC c 150k I R B b BB (6V) (12V) BE U + - U + - CE IC

3.2三极管的开关特性及三极管门电路 2.图解法 R,150k 直流负载线 UCE=VCC-IcRC V BE 6V ic(mA) IB =100uA 2 非线性部分 线性部分 N(0, CC IB =80uA 用估算法求 (0,3) IB =60uA Ico IB =40uA I= VB-0.7Y ≈40A R, 1.5mA IB =20uA 直流 B=40μA Ig-0 UCEO 6V -UCE (V) Ic=1.5mA M(Vcc0) 工作点 (12,0) LUCEO-6V 机电学院电气工程系 上一页下一页回目录 退出

机电学院电气工程系 上一页 下一页 回目录 退出 6V T - C c CC 150k + - U 4k CE V + 12V V U b BE R IB R BB 2. 图解法 I 非线性部分 线性部分 CE CC C RC U ＝V − I 直流负载线 UCEQ 6V ICQ 1.5mA IB=40μA IC=1.5mA UCEQ=6V 直流 M(VCC,0) 工作点 (12 , 0) (0 , 3) (0, ) C CC R V N Q 用估算法求IB 40 A 0.7   − b BB B R V V I ＝ 3.2 三极管的开关特性及三极管门电路 iC CE (V) (mA) IB =60uA U B=0 IB I =20uA IB =40uA IB =80uA IB =100uA