数字逻辑ppt第二章-门电路

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1、第二章门电路几个概念1(逻辑)门电路：实现基本和常用逻辑运算的电子电路。2逻辑变量和两状态开关：3高、低电平和正、负逻辑：高、低电平：是两种状态，两个截然不同的电压范围。UH:高电平，UL：低电平正、负逻辑：正逻辑：用1表示高电平，用0表示低电平；负逻辑：用0表示低电平，用1表示高电平；4分立元件门电路和集成门电路：分立元件门电路：用分立的元器件和导线连接构成的门电路。2集成门电路:构成门电路的元器件和连线，都集成在半导体芯片上。5数字集成电路的集成度：集成度：把一块芯片上含有等效逻辑门的个数或元器件的个数。根据集成电路规模的

2、大小，通常将其分为：SSI、MSI、LSI、VLSISSI(SmallScaleCIntegration)小规模集成电路；MSI(MediumScaleIntegration)中规模集成电路；LSI(LargeScaleIntegration)大规模集成电路；VLSI(VeryLargeScaleIntegration)超大规模集成电路。32.1半导体二、三级和MOS管开关特性一理想开关的开关特性SAK1静态特性：(1)断开时：ROFF=∞,IOFF=0;(2)闭合时：RON=0,UAK=0;2动态特性：(1)开通时间：ton

3、=0;(2)关断时间：toff=0;4二半导体二极管的开关特性(一)静态特性1二极管的结构图、符号和伏安特性(1)结构图：P区N区AK阳极阴极PN结AK+-ID结构图符号5(2)伏安特性伏安特性曲线：反映加在二极管两端的电压UD和流过其中的电流ID之间的关系的曲线叫伏安特性曲线。IDUD正向导通区反向击穿区UBRUBR:反向击穿电压62静态特性二极管的静态特性是指二极管在导通和截止两种稳定状态下的特性。正向电压UF≤UTH：管子处于截止状态，电阻很大、正向电流IF接近于0，二极管类似于开关的断开状态；正向电压UF=UTH：管子

4、开始导通，正向电流IF上升；当正向电压UF＞UTH达到一定值(一般锗管为0.3V，硅管为0.7V)时，管子处于充分导通状态，电阻变得很小，正向电流IF急剧增加，此时二极管类似于开关的接通状态。7(二)动态特性二极管的电容效应(1)结电容（CJ）：二极管中的电荷量随外加电压的变化而变化。(2)扩散电容（CD）在外加正向电压时，PN结中的电荷形成一定的浓度梯度分布；并随外加电压的变化而变化。2二极管的开关时间：(1)开通时间ton：二极管从反向截止到正向导通的时间;由两部分组成：td+tr;td:导通延迟时间；tr:上升时间8(2

5、)关断时间toff：极管从正向导通到反向截止所需要的时间;由两部分组成：ts+tfts：存储电荷消散时间；tf：CD放电时间和CJ充电时间toff又叫反向恢复时间9uououi＝0V时，二极管截止，如同开关断开，uo＝0V。ui＝5V时，二极管导通，如同0.7V的电压源，uo＝4.3V。二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。Ui<0.5V时，二极管截止，iD=0。Ui>0.5V时，二极管导通。10二半导体三极管的开关特性(一)静态特性半导体三级管的特点：具有放大作用1结构图及符号表示：集电区基区发射区bceb+iB-ei

6、EiCc+基极集电极发射极UBEUCE2输入特性：反映的是基极电流iB和基极-发射极UBE电压之间的关系曲线。113输出特性：反映的是集电极电流iC和集电极-发射极UCE之间的关系曲线。*反映了iB对iC的控制作用。iB12＋－RbRc+VCCbce＋－截止状态饱和状态iB≥IBSui=UIL<0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3V＋－RbRc+VCCbce＋－＋＋－－0.7V0.3V13①ui=1V时，三极管导通，基极电流：因为0

7、压：三极管临界饱和时的基极电流：uo=uCE=VCC-iCRc=5-1.5×1=3.5V14③ui＝3V时，三极管导通，基极电流：而因为iB>IBS，三极管工作在饱和状态。输出电压：uo＝UCES＝0.3V②ui=0.3V时，因为uBE<0.5V，iB=0，三极管工作在截止状态，ic=0。因为ic=0，所以输出电压：uo=VCC=5V155静态开关特性：（1）饱和导通条件和特点：条件：基极电流大于临界饱和时的数值时。特点：uBE≈0.7VuCE=UCES<0.3V（2）截止条件和特点：条件：基极-发射极UBE小于死区电压U0(

8、0.5V)。特点：电流iB=0电流iC=0二动态特性：16工作原理电路转移特性曲线输出特性曲线uiuiGDSRD+VDD二MOS管的开关特性17GDSRD+VDDGDSRD+VDD截止状态uiUTuo≈0182.2分立元器件门电路一二极管与门