《数字电路》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 门电路

第二章门电路 §2.1概述 §2.2半导体二极管和三极管的开关特性 §2.3最简单的与、或、非门电路 §24TTL门电路 §2.6CMOS门电路

（2-1） 第二章 门电路 § 2.1 概述 § 2.2 半导体二极管和三极管的开关特性 § 2.4 TTL门电路 § 2.6 CMOS门电路 § 2.3 最简单的与、或、非门电路

§21概述 门电路是用以实现逻辑关系的电子电 路。与我们所讲过的基本逻辑关系相对应 门电路主要有:与门、或门、非门、与非 门、鸢门、与、异门等。 在数字电路中,一般用高电平代表1 低点平代表0,即所谓的正逻辑系统。 (22)

（2-2） § 2.1 概述 门电路是用以实现逻辑关系的电子电 路。与我们所讲过的基本逻辑关系相对应， 门电路主要有：与门、或门、非门、与非 门、或非门、与或非门、异或门等。 在数字电路中，一般用高电平代表1、 低点平代表0，即所谓的正逻辑系统

§2,1概述 高电平低电平: 数字信号是一种二值信号,用两个电平(高电 平和低电平)分别来表示两个逻辑值(逻辑1和逻 辑0) Ⅴcc 高电平 低电平 图21.1

§2.1 概述 一、高电平 低电平： 数字信号是一种二值信号,用两个电平(高电 平和低电平)分别来表示两个逻辑值(逻辑1和逻 辑0)。 高电平 低电平 Vcc Vo VI 图2.1. 1

正逻辑与负逻辑 有两种逻辑体制 正逻辑体制规定:高电平为逻辑1,低电平为逻辑0。 负逻辑体制规定:低电平为逻辑1,高电平为逻辑0。 逻辑1 逻辑1 逻辑0 逻辑0 逻辑0 逻辑0 逻辑0 逻辑1 逻辑1 逻辑1 正逻辑 负逻辑 图212逻辑信号

有两种逻辑体制： 正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。 负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。 逻辑0 逻辑1 逻辑0 逻辑1 逻辑0 逻辑1 逻辑0 逻辑1 逻辑0 逻辑1 正逻辑 图2.1.2 逻辑信号 负逻辑 二、正逻辑与负逻辑:

在实际工作时,只要区分高、低电平就可以 知道表示的逻辑状态,而高、低电平 都有一个允许范围,所以对数字电路中 元器件参数精度的要求,还是 对于电源稳定性要求要比模拟电路要低一些。 (2-5)

（2-5） 在实际工作时，只要区分高、低电平就可以 知道表示的逻辑状态，而高、低电平 都有一个允许范围，所以对数字电路中 元器件参数精度的要求，还是 对于电源稳定性要求要比模拟电路要低一些

、半导体二极管: 1.二极管的伏安特性: t(m 正向 导通压降: 死区电压 硅管 硅管05锗|死060.7N锗 管0.1V。 管0.2~0.3V。 U(V U 反向击穿 电压U(BR 反向 I-qUA) 图 2.2.1

一、半导体二极管： 1.二极管的伏安特性: U+ (V) I 死区电压 硅管0.5V,锗 管0.1V。 导通压降: 硅管 0.6~0.7V,锗 管0.2~0.3V。 反向击穿 电压U(BR) 死区 电压 正向 反向 +(mA) I- (uA) U- (V) 图2.2.1

二极管的开关特性: 1.二极管开关的静态特性 K 加正向电压时,二极0→h 管导通,管压降巧可忽 (a) 略。二极管相当于一个 闭合的开关。 图2.2.2二极管加正向电压 加反向电压K时,二极 管截止,反向电流s可 忽略。二极管相当于 R L 个断开的开关。 图2.2.3二极管加反向电压

F D K V F I F V F L R I (a) (b) RL 图2.2.2 二极管加正向电压 二、二极管的开关特性： 1．二极管开关的静态特性： 加正向电压VF时，二极 管导通，管压降VD可忽 略。二极管相当于一个 闭合的开关。 K L D V R I S R V L R R (a) (b) 图2.2.3 二极管加反向电压 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

2.二极管开关的动态特性: I PRL F 图224 0 RR s 反向恢复时间:tne=t十t

反向恢复时间：tre ＝ts十tt 0 t VF VR v i t1 0 t IF IR ts tt 0.1IR i (b) (d) + － D vi RL i (a) t F S (c) i I 0 I t1 t1 图2.2.4 2．二极管开关的动态特性：

反向恢复时间: re 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 oooo ooo P区中电子 N区中空穴 浓度分布 浓度分布 (b) Ln p 图2.2.5加正向电压时二极管存储电荷的分布 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。开通时间比反向恢复时间要小得多,一般可以忽略不计

+ － P 区 耗尽层 N 区 Ln Lp 区中电子 区中空穴 浓度分布 浓度分布 P N (a) (b) x 图2.2.5 加正向电压时二极管存储电荷的分布 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。开通时间比反向恢复时间要小得多，一般可以忽略不计。 反向恢复时间：tre ＝ts十tt 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

只要能判断高 cc 低电平即可 R cc 可用三极 管代替 K开--V=1,输出高电平 K合--V。=0,输出低电平 (2-10)

（2-10） 1 0 0V Vcc 只要能判断高 低电平即可 K开------Vo=1, 输出高电平 K合------Vo=0, 输出低电平 Vi Vo K Vcc R 可用三极 管代替