重庆大学：《数字电子技术基础 Digital Electronics Technology》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 集成逻辑门

第三章集成逻辑门 主要内容 31晶体管的开关特性 3.2TL集成逻辑门 33EcL集成逻辑门与I2L电路 34Mos逻辑门 35cMos电路 国大信

1 重大通信 学院•何伟 第三章 集成逻辑门 主要内容 3.1 晶体管的开关特性 3.2 TTL集成逻辑门 3.3 ECL集成逻辑门与I 2L电路 3.4 MOS逻辑门 3.5 CMOS电路

3.1晶体管的开关特性 3.二极管开关应用电路 (1)限幅电路。 R A.串联下限限幅器 工作原理: ①当v>VR1时,D,Vo≈V ②当Ⅴ〈VR1时,Dx,Vo≈Ⅴa1 OI 功能: 将输入波形中瞬时电位低于Ven的部a 分波形抑制掉,而将瞬时波形高于vgF1的 部分波形传送到输出端。 注意:如果将D反接,就是限幅电平为r1 的上限限幅器。 REFI 国大信 图3-1-5限幅电平为VREF的 串联下限限幅器及工作波形

2 重大通信 学院•何伟 3.1 晶体管的开关特性 3．二极管开关应用电路 （1）限幅电路。 A．串联下限限幅器 工作原理： ①当VI>VREF1时，D ，VO≈VI ②当VI<VREF1时，D ，VO≈VREF1 功能： 将输入波形中瞬时电位低于VREF1的部 分波形抑制掉，而将瞬时波形高于VREF1的 部分波形传送到输出端。 注意：如果将D反接，就是限幅电平为VREF1 的上限限幅器

3.1晶体管的开关特性 B.二极管串联双向限幅器 REF2 R U REFI REF2 图3-1-6串联双向限幅器及其工作波形 国大信

3 重大通信 学院•何伟 3.1 晶体管的开关特性 B．二极管串联双向限幅器

3.1晶体管的开关特性 R C.二极管并联下限限幅器 D 注意 REF ①串联限幅器是利用D的截止实现限幅, 导通实现信号传送的,其特点是Vo与V有一2 定差异0.6-0.7V,但V0有较强的驱动力。 ②并联限幅器是利用D的导通实现限幅的 截止实现信号传送的,其特点是当R1很大时 Vo≈V1,驱动能力弱。 ③如果将D反接,就是限幅电平为vE的 上限限幅器。 图31-7并联下限限幅器及其工作波形 国大信

4 重大通信 学院•何伟 3.1 晶体管的开关特性 C．二极管并联下限限幅器 注意： ①串联限幅器是利用D的截止实现限幅， 导通实现信号传送的，其特点是VO与VI有一 定差异0.6~0.7V，但VO有较强的驱动力。 ②并联限幅器是利用D的导通实现限幅的， 截止实现信号传送的，其特点是当RL很大时 VO≈VI，驱动能力弱。 ③如果将D反接，就是限幅电平为VREF1的 上限限幅器

3.1晶体管的开关特性 D.二极管并联双向限幅器 R DV ①rr1① REF2 (a) REFI REF2 (b) 国大信 图3-1-8并联双向限幅电路及其工作波形 5

5 重大通信 学院•何伟 3.1 晶体管的开关特性 D．二极管并联双向限幅器

3.1晶体管的开关特性 3.二极管开关应用电路 (2)钳位电路 钳位:将脉冲波形的顶部或底部钳定在某一 电平上。 )求:Y<R 注意:要改变钳位电平,可在D支路中串接 电源V如图3-1-10 D U R v R REF (2)顶部年位 尿部钳住 图3-1-10钳位电平为VREF(-VRE)的钳位电路 (b) 何佳 图3-1-9钳位电路及工作波形

6 重大通信 学院•何伟 3.1 晶体管的开关特性 3．二极管开关应用电路 （2）钳位电路 钳位：将脉冲波形的顶部或底部钳定在某一 电平上。 注意：要改变钳位电平，可在D支路中串接 电源VREF 如图3-1-10

3.1晶体管的开关特性 3.1.2晶体三极管开关特性 1.T稳态开关特性 Rc (1)截止区(条件:V1V且V1≈Vm)图3-1-1基本单管共射电路 图3-1-12单管共射电路传输特性 V tV, vVth) Is=(VVEs)/βRc 0 C=(Vcc-VcES/Rc vcc/Rc 定义:S=i/Ip为饱和系数 国大信 7

7 重大通信 学院•何伟 3.1 晶体管的开关特性 3.1.2 晶体三极管开关特性 1．T稳态开关特性 （1）截止区(条件：VIVth且VI ≈ Vth) VB>≈VE+Vth，VB>Vth) VB>VE+Vth，VB>VC iB>IBS=(VCC-VCES)/ βRC VO=VCES≈0 iC= (VCC-VCES)/RC ≈VCC/RC T  定义：S=iB/IBS为饱和系数

3.1晶体管的开关特性 3.12晶体三极管开关特性 2.T瞬态开关特性 v T在脉冲波形的作+ 用下,也存在电荷的 累积和消失,该过程类 似电容的充放电,所以 需要时间。 延迟时间ta:从正跳 中 沿至ic上升到0.1Ics的 时间。 上升时间tr:ic从 0.1Is到0.9Is所需的o Pe(r) @cs 时间。 ·存储时间t。:从负跳 沿开始到ic下降到 x=7 0.9Ics的时间。 下降时间t:ic从 0.9Ics下降至0.1s所图3-1-13三极管的瞬态开关特性 图3-1-14晶休三极管基区 需的时间。 少子浓度分布曲线 国大通 8

8 重大通信 学院•何伟 3.1 晶体管的开关特性 3.1.2 晶体三极管开关特性 2．T瞬态开关特性 T在脉冲波形的作 用下，也存在电荷的 累积和消失,该过程类 似电容的充放电,所以 需要时间。 •延迟时间td：从正跳 沿至iC上升到0.1ICS的 时间。 • 上升时间 tr ： iC 从 0.1ICS到0.9ICS所需的 时间。 •存储时间ts：从负跳 沿开始到 iC 下降到 0.9ICS的时间。 • 下降时间 tf ： iC 从 0.9ICS下降至0.1ICS所 需的时间

第三章集成逻辑门 主要内容 √31晶体管的开关特性 3.2TL集成逻辑门 33EcL集成逻辑门与I2L电路 34Mos逻辑门 35cMos电路 国大信

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32TL集成逻辑门 R R R T 平D o T Co T R 图3-2-1DTL与非门 国大信

10 重大通信 学院•何伟 3.2 TTL集成逻辑门