《电子技术基础》课程教学资源（PPT课件讲稿，数字部分）第三章 逻辑门电路

电子技术基础 (数字部分)

电子技术基础 （数字部分）

3逻辑门电路 31MOs逻辑门电路 32TTL逻辑门电路 33射极耦合逻辑门电路《自学 34砷化镓逻辑门电路(自学) 35逻辑描述中的几个问题 3.6逻辑门电路使用中的几个实际问题 3.7用Ⅴ verilogHDl描述逻辑门电路(自学

3 逻辑门电路 3.1 MOS逻辑门电路 3.2 TTL逻辑门电路 *3.3 射极耦合逻辑门电路（自学） *3.4 砷化镓逻辑门电路（自学） 3.5 逻辑描述中的几个问题 3.6 逻辑门电路使用中的几个实际问题 * 3.7 用VerilogHDL描述逻辑门电路（自学）

二、数字系统中所用两值逻辑1和0,一般用高 低电平来表示。在图示电路中,我们利用开关S获 得高、低电平。 V控制开关S的断、 通情况。 S断开,V为高电平; S接通,V为低电平 实际数字电路中使用的开关为晶体二极管、三极管 以及场效应管等电子器件。首先学习开关器件的开关 特性,这是门电路的工作基础

VI S Vcc Vo 二、数字系统中所用两值逻辑1和0 ，一般用高、 低电平来表示。在图示电路中，我们利用开关S获 得高、低电平。 VI控制开关S的断、 通情况。 S断开，VO为高电平； S接通，VO为低电平。 实际数字电路中使用的开关为晶体二极管、三极管 以及场效应管等电子器件。首先学习开关器件的开关 特性，这是门电路的工作基础

卡极管的开关特性 二极管伏安特性 i=l(e-1)=l(e-1) 二极管的结温为27度,T=300K时 KT =26m T=300K ls-二极管的反向饱和电流;k-玻尔兹曼常数 1.381x1023J/K;T---热力学温度;V--加到 极管两端的电压;q-电子电荷16×1019C

一、二极管伏安特性 IS----二极管的反向饱和电流；k----玻尔兹曼常数 1.381x10-23J/K；T----热力学温度；v---加到二 极管两端的电压；q----电子电荷1.6x10-19C 二极管的开关特性 = ( −1) = ( −1) VT v S kT qv S i I e I e m V q k T V T K T 26 300 = = = 二极管的结温为27度，T=300K时

二极管等效电路 △ ON oN ON +□ 应用于 应用于二极应用于二极 极管外电路管电路输入电压管电路输入电 电阻R值与其 V正向幅值与压Ⅴ正向峰值 动态电阻等 VoN差别不大,Vp>>VoN,且 量级场合 且R>D的场合,R>>rb的场合 数字电路属于此 米

二、二极管等效电路 应 用 于 二 极 管 外 电 路 电阻R值与其 动态rD电阻等 量级场合 应 用 于 二 极 管电路输入电压 V 正 向 幅 值 与 VON差别不大， 且R>>rD的场合， 数字电路属于此 类 应用于二极 管电路输入电 压 V 正 向 峰 值 VPP>>VON ， 且 R>>rD的场合

二极管开关特性 异通 条件:VD>07特点:相当于07V电压降的闭合开关 截止: 条件:VD<07V特点:相当于完全断开的开关 利用二极管的单向导电性,可以连接成一个受外加电压极性 控制的开关。如图示: 假定: Vu=Voc,V=0 ce二极管D的正向电阻为0,反向电阻为∞ (在数字电路中,为便于分析,取单一值 R硅管0.7V,锗管.3V) S°/则当v=Vm时,D截止,V= VOH VCO V=V1时,D导通,Vo=Vo1=0.7V

利用二极管的单向导电性，可以连接成一个受外加电压极性 控制的开关。如图示： 假定：VIH=VCC,VIL =0 二极管D的正向电阻为0，反向电阻为 （在数字电路中，为便于分析，取单一值： 硅管0.7V，锗管0.3V） 则当VI=VIH时，D截止，Vo=VOH=VCC VI=VLH时，D导通，VO=VOL =0.7V VI S Vcc Vo D R • 导通: • 条件：VD>0.7V 特点：相当于0.7V电压降的闭合开关 • 截止: • 条件： VD<0.7V 特点：相当于完全断开的开关 三、二极管开关特性

四、二极管动态特性(存储电荷消散时间 和结电容) 开通时间:二极管从截止转为正向导通所需 的时间。 今反向恢复时间:二极管从正向导通转为截止 所需的时间

❖ 开通时间：二极管从截止转为正向导通所需 的时间。 ❖ 反向恢复时间：二极管从正向导通转为截止 所需的时间。 四、二极管动态特性(存储电荷消散时间 和结电容)

1.二极管从正向导通到截止 有一个反向恢复过程 R-VR 冷在t时:V1从+vF变为vR 令理想情况下,二极管将立 刻转为截止,电路中应只有 很小的反向电流

1.二极管从正向导通到截止 有一个反向恢复过程 ❖ 在t1时：vI从+VF变为-VR。 ❖ 理想情况下，二极管将立 刻转为截止,电路中应只有 很小的反向电流

二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程 在t1时:v1从+Vn变为 R R 实际情况是,D不立刻 1 截止,先由正向的变到很 0.1IR 大的反向电流Ip=VpR t,维持一段时间ts,后才 ts 开始逐渐下降,再经过t 后,下降到一个很小的数 值0这时二极管才进入 反向截止状态

1.二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程 ❖ 在t1时：vI从+VF变为- VR。 ◼实际情况是，D不立刻 截止，先由正向的I变到很 大的反向电流 I R= V R / R L ，维持一段时间ts，后才 开始逐渐下降，再经过t t 后，下降到一个很小的数 值0.IR 这时二极管才进入 反向截止状态

2,产生反向恢复过程的原因-电荷存储 效应 P区势垒区N区 ■其原因是由于二极 管外加正向电压V时 ,载流子不断扩散而 积累的结果 P区中 N区中 扩散是多子运动 电子浓度分布 孔穴浓度分 布 还是少子运动?

◼其原因是由于二极 管外加正向电压V时 ，载流子不断扩散而 积累的结果。 2．产生反向恢复过程的原因---- 电荷存储 效应 P区 势垒区 N区 + P区中 N区中 电子浓度分布 孔穴浓度分 布 Ln O Lp 扩散是多子运动 还是少子运动？