南京理工大学：《数字逻辑电路》课程PPT教学课件（脉冲和数字电路）第2章 逻辑门电路

数字辑电暗教学课程 第2章逻辑门电路 逻辑门:完成一些基本逻辑功能的电子电路。现使用的 主要为集成逻辑门。 集成电路分类: 1.按规模分类 小规模集成电路(SS): 1~10门或1~100个元件/片; 中规模集成电路(MSD: 10~100门或100~1000个元件/片; Nanjing University of Science Technology

第2章 逻辑门电路 逻辑门：完成一些基本逻辑功能的电子电路。现使用的 主要为集成逻辑门。 集成电路分类： 小规模集成电路(SSI): 1~10门/片 或1~100个元件/片； 1. 按规模分类 中规模集成电路(MSI): 10~100门/片 或100~1000个元件/片；

数字辑电暗教学课程 大规模集成电路(LS): 100-1000片或1000~100000个元件片; 超大规模集成电路(VLS): 10000门/片以上或100000个元件片以上 Nanjing University of Science Technology

大规模集成电路(LSI): 100~10000门/片 或1000~100000个元件/片； 超大规模集成电路(VLSI): 10000门/片以上或100000个元件/片以上

数字辑电暗教学课程 2.按器件类型分类 NMOS MOS型 (N-Channel Metal-Oxide-Semiconductor) (单极型)CMOS (Complement Metal-Oxide-Semiconductor) DTL Diode Transistor logic) 双极型+TTL( Transistor- Transistor Logic ECL (Emitter Coupled logic) Nanjing University of Science Technology

MOS型 (单极型) NMOS (N-Channel Metal-Oxide-Semiconductor) CMOS (Complement Metal-Oxide-Semiconductor) 2. 按器件类型分类 双极型 DTL (Diode Transistor logic) TTL (Transistor—Transistor Logic) ECL (Emitter Coupled Logic)

数字辑电暗教学课程 2.1晶体管的开关特性 在数字电路中,常将半导体二极管,三极管和场效应管 作为开关元件使用。 理想开关:接通时阻抗为零;断开时阻抗为无穷大; 两状态之间的转换时间为零。 实际半导体开关:导通时具有一定的内阻;截止时有一定 的反向电流;两状态之间的转换需要时间。 Nanjing University of Science Technology

2.1 晶体管的开关特性 在数字电路中,常将半导体二极管,三极管和场效应管 作 为开关元件使用。 理想开关: 接通时阻抗为零;断开时阻抗为无穷大; 两状态之间的转换时间为零。 实际半导体开关: 导通时具有一定的内阻;截止时有一定 的反向电流;两状态之间的转换需要时间

数字辑电暗教学课程 2.1.1半导体二极管的开关特性 下面以硅二极管为例 ID(mA) (1)导通条件及导通时的特点 0.5 硅二极管伏安特性 V;>0.7 R电路图 Nanjing University of Science Technology

2.1.1 半导体二极管的开关特性 下面以硅二极管为例 D (1) 导通条件及导通时的特点 ID(mA) VD VO 0.5 0 硅二极管伏安特性 D + - Vi >0.7 R 电路图

数字辑电暗教学课程 K 近似等 V:>0.7 简化等 效电路 v;>0.7 R 效电路 (2)截止条件及截止时的特点 简化等 0.5 V<0.5 R|电路图 R 效电路 Nanjing University of Science Technology

+ - Vi >0.7 R VD 近似等 效电路 + - Vi >0.7 R K 简化等 效电路 (2) 截止条件及截止时的特点 D + - Vi<0.5 R 电路图 + - Vi <0.5 R K 简化等 效电路

数字辑电暗教学课程 (3)开关时间 ①开启时间:由反向截止转换为正向导通所需要的时间 二极管的开启时间很小,可忽略不计 ②关断时间:由正向导通转换为反向截止所需要的时间 二极管的关断时间大约几纳秒。 Nanjing University of Science Technology

(3) 开关时间 ① 开启时间: 由反向截止转换为正向导通所需要的时间. 二极管的开启时间很小,可忽略不计。 ②关断时间: 由正向导通转换为反向截止所需要的时间。 二极管的关断时间大约几纳秒

数字辑电暗教学课程 2.1.2半导体三极管的开关特性 R (1)饱和导通条件及饱和时的特点 饱和导通条件: CS CC B=1Bs一 βRC 三极管开关电路 饱和导通时的特点 B0VⅤcE=ⅤcEs=0.1~0.3V 发射极和集电极之间如同闭合的开关 Nanjing University of Science Technology

IC RC Rb IB Vi Vo Vcc 三极管开关电路 (1) 饱和导通条件及饱和时的特点 饱和导通条件: IB≥IBS= ICS β ≈ VCC βRC 饱和导通时的特点: VBE≈0.7V VCE=VCES=0.1~0.3V 发射极和集电极之间如同闭合的开关 2.1.2 半导体三极管的开关特性

数字辑电暗教学课程 (2)截止条件及截止时的特点 截止条件:VBE<0.5V(硅三极管发射结导通电压) 截止时的特点:发射结和集电结均为反向偏置,IBl≈0, 发射极和集电极之间如同断开的开关。 三极管开关的近07V 0.1-03V上入 似直流等效电路 e 饱和时 截止时 Nanjing University of Science Technology

(2) 截止条件及截止时的特点 截止条件: VBE<0.5V (硅三极管发射结导通电压) 截止时的特点: 发射结和集电结均为反向偏置,IB≈IC≈0, 发射极和集电极之间如同断开的开关。 + _ + 0.7V _ 0.1~0.3V b c e 饱和时 e c b 截止时 三极管开关的近 似直流等效电路

数字辑电暗教学课程 (3)开关时间 开启时间t:三极管由截止到饱和所需要的时间, 纳秒(ns)级。 关断时间tm:三极管饱和由到截止所需要的时间, 纳秒(ns)级,tom>ton bo的大小与工作时三极管饱和导通的深度有关,饱和程度 越深,tr越长,反之则越短。 Nanjing University of Science Technology

(3) 开关时间 开启时间ton : 三极管由截止到饱和所需要的时间, 纳秒(ns)级。 关断时间toff : 三极管饱和由到截止所需要的时间, 纳秒(ns)级, toff > ton 。 toff的大小与工作时三极管饱和导通的深度有关,饱和程度 越深, toff 越长,反之则越短