西安邮电大学：《数字电路与逻辑设计》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 集成逻辑门

■■■ 西安邮电学院“校级优秀课程” 3 电 数字电路与逻辑设计 第三章集成逻辑门 西失邦适学院

数字电路与逻辑设计 第三章 集成逻辑门 西安邮电学院“校级优秀课程

第三章集成逻辑门 目的与要求： 了解半导体二极管、三级管和MOS的开关特性； 掌握TTL门电路和CMOS门电路的基本工作原理和外特性； 熟悉TTL门电路和CMOS门电路的主要参数，掌握门电路 的正确使用。 重点与难点： TTL门电路和CMOS门电路的外特性

第三章 集成逻辑门 目的与要求： 了解半导体二极管、三级管和MOS的开关特性； 掌握TTL门电路和CMOS门电路的基本工作原理和外特性； 熟悉TTL门电路和CMOS门电路的主要参数，掌握门电路 的正确使用。 重点与难点： TTL门电路和CMOS门电路的外特性

第三章集成逻辑门 3.1 晶体管的开关特性 3.2TTL集成逻辑门 3.3 MOS逻辑门电路 3.4 CMOS电路 ⊙西安邹重拳院

第三章 集成逻辑门 3.1 晶体管的开关特性 3.2 TTL集成逻辑门 3.3 MOS逻辑门电路 3.4 CMOS电路

3.1晶体管的开关特性 3.1.1晶体二极管的开关特性 0 h (a)二极管符号表示 (b)二极管伏安特性 二极管符号表示及伏安特性 ⊙西邹重孝院

3.1.1晶体二极管的开关特性 (a) 二极管符号表示 (b) 二极管伏安特性 二极管符号表示及伏安特性 3.1 晶体管的开关特性

3.1晶体管的开关特性 晶体二极管开关特性 晶体二极管是由PN结构成，具有单向导电的特性。 在近似的开关电路分析中，晶体二极管可以作为 一个理想开关来分析： 「三注意格的吨路分析中者在高速开关电路中， 晶体二极管则不能当作一个理想开关。 ⊙西安郭重拳院

晶体二极管开关特性 晶体二极管是由PN结构成，具有单向导电的特性。 在近似的开关电路分析中，晶体二极管可以作为 一个理想开关来分析； 在严格的电路分析中或者在高速开关电路中， 晶体二极管则不能当作一个理想开关。 注意 3.1 晶体管的开关特性

3.1晶体管的开关特性 1.二极管的稳态开关特性 (1)加正向电压时，二极管导通，管压降%可忽略。 二极管相当于一个闭合的开关。 (a)二极管正向导通电路 (b)二极管正向导通等效电路 外加正向电压的情况

1．二极管的稳态开关特性 (1)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。 VR D RL IS VR S RL （a）二极管正向导通电路 （b）二极管正向导通等效电路 外加正向电压的情况 3.1 晶体管的开关特性

3.1晶体管的开关特性 (2)加反向电压收时，二极管截止，反向电流可忽略。 二极管相当于一个断开的开关。 (a)二极管反向截至电路 (b)二极管反向截至等效电路 外加反向电压的情况 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压控制的开关

(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。 D RL Is VR S VR RL （b）二极管反向截至等效电路 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压控制的开关。 （a）二极管反向截至电路 外加反向电压的情况 3.1 晶体管的开关特性

3.1晶体管的开关特性 2.二极管的动态开关特性 电路处于瞬变状态下晶体管的开关特性称为动态开关特性。 Vt 00 VF 二极管的动态开关特性 二极管的反向恢复过程 ts称为存储时间，t称为渡越时间， tre=t+t称为反向恢复时间 , 反向恢复时间t就是存储电荷消散所需要的时间

2．二极管的动态开关特性 电路处于瞬变状态下晶体管的开关特性称为动态开关特性。 v D R L v I - + I F 导 导 vF 0-vR vI t 1 t 导 导 0 i I F IR - t s I R t 0.1 t t 二极管的动态开关特性 二极管的反向恢复过程 tS称为存储时间，tt称为渡越时间， tre=ts+tt称为反向恢复时间 ， 反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。 3.1 晶体管的开关特性

3.1晶体管的开关特性 3.1.2晶体三极管的开关特性 晶体三极管工作于截 1.三极管稳态开关特性 止区时，内阻很大， 相当于开关断开。 放大区：管子有放大 oVcc 能力，iC=iB Vo/vt 10 工作于饱和区时，内阻 止 很低，相当于开关接通 1放 1饱 状态。 0.5 1.5 V/v (a)基本单管共射电路 (b)单管共射电路传输特性 基本单管共发射极电路

3.1.2晶体三极管的开关特性 1. 三极管稳态开关特性 （a）基本单管共射电路 （b）单管共射电路传输特性 基本单管共发射极电路 晶体三极管工作于截 止区时，内阻很大， 相当于开关断开。 工作于饱和区时，内阻 很低，相当于开关接通 状态。 放大区：管子有放大 能力，iC=βiB 3.1 晶体管的开关特性

3.1晶体管的开关特性 NPN型三极管三种工作状态的特.点 工作状态 截止 放大 饱和 条件 0 0IBs 偏置情况 发射结电压〈0.5V 发射结正编且>0.5v 发射绩正编具)0.5y 集电结反偏 集电结反偏 集电结正偏 工 集电极电流 Ic0 Ic=8IB Ic=Ics≈Pcc/Rc 作 管压降 特 VCEVcc VcE-Vce-IcRc Vcr='cs≈0.3V 炉 -Ic 近似的 6y 等效电路 07V ①8 0.7 c、e间等 效内阻 很大，约为数百千 很小，约为数百欧， 欧，相当于开关断开 可变 相当于开关闭合

3.1 晶体管的开关特性