第三章逻辑门电路 主要内容 1.基本门电路 2TTL集成门电路 3.MOS集成门电路
第三章 逻辑门电路 主要内容 ⒈ 基本门电路 ⒉ TTL集成门电路 ⒊ MOS集成门电路
§1逻辑门电路 门:其有开关作闭。 门电路:具有控制信号通过或不话过能力的电路。 一、器件的开关作用 体现开关作用→静态特性 开关特性 转换过程→动态特性 Z=0→短路、相当开关闭合 理想开关特性 Z=0→断路、相当开关断开
§1 逻辑门电路 门：具有开关作用。 门电路：具有控制信号通过或不通过能力的电路。 一、器件的开关作用 开关特性 体现开关作用→静态特性 转换过程→动态特性 理想开关特性 Z＝0 →短路、相当开关闭合 Z＝∞ →断路、相当开关断开
二、半导体二极管的开关特性 1开关作用 D正偏→导通→U很小→电路导通+ UD≈07V,硅管 D R UD≈0.3V,锗管 注:讲课如不特殊说明均以磁管为例 D反偏→截止→UD很大→电路断开
二、半导体二极管的开关特性 D R UD Vi + － ⒈开关作用 D正偏→导通→UD很小→电路导通 UD ≈0.7V,硅管 UD ≈0.3V,锗管 D反偏→截止→UD很大→电路断开 注:讲课如不特殊说明,均以硅管为例
2动态特性 b 反向恢复过程: R D正偏时,PN结电阻较小。加上反 压后,形成较大的I2;尔后,随着结 电阻的增加,反向电流逐渐减小, t 直至漏电流/s。 2 反向恢复时间t2 D 电流由I2≈02→0.2,所需的时间。 101n R t 说明:(1)转换时间:截止→导通较小 导通→截止较大 re 故D的开关时间以t来衡量 (2)V的最高频率以10tn来歌值
⒉动态特性 D正偏时，PN结电阻较小。加上反 压后，形成较大的I2；尔后，随着结 电阻的增加，反向电流逐渐减小， 直至漏电流Is。 D R UD Vi + － Vi t V1 V2 I D t 1 I 2 I re t 2 0.1I Is 反向恢复过程: 反向恢复时间t re 说明:⑴转换时间：截止→导通较小 导通→截止较大 故D的开关时间以t re来衡量。 ⑵Vi的最高频率以10 t re来取值。 电流由 0.1I ,所需的时间。 R V I 2 2 2 →
三、半导体三极管的开关特性 Vcc=5V 开关作用 1k 截止反偏反偏,4=1=0,开关断开。10K1B=30 放大正偏反偏,=βb,线性放大。 饱和正偏正偏,ib>b5,开关闭合。 ces b lbs =0.7 BR ces BRC
三、半导体三极管的开关特性 ⒈开关作用 10K Vcc=5V 1k Vo β =30 Vi T 截止 饱和 放大 Vbe Vbc 反偏 反偏， ib ＝i c ＝0，开关断开。 正偏 反偏， ic ＝ βib， 线性放大。 正偏 正偏， ib >Ibs ， 开关闭合。 V V R R V i I ces C cc C cc ces b b s , 0.7 V V = − =
1开关作用(续) Vcc=5V k 临界饱和:Vhe=0V时,T处于临界饱和 Y T ib=lbs=c= to ts, ces=0.7v 10K B BRC β=30 饱和系数:B=B越大,饱和越深 b反之饱和则浅 说明:因b=ln=V-0.7 B BRO 所以,临界饱和电流是由外电路(R。)决定的, R不同,临界饱和电流是不一样的
⒈开关作用（续） 临界饱和： 饱和系数： 10K Vcc=5V 1k Y β =30 Vi T bs b I i B = B越大，饱和越深； 反之饱和则浅 V V R I V i I ces C c cc ces b b s , 0.7 V = − = = = C c cc b bs R I i I V − 0.7 说明：因 = = = 所以，临界饱和电流是由外电路（Rc）决定的， Rc不同，临界饱和电流是不一样的。 Vbc＝0 V 时，T处于临界饱和
例1:计算图示电路的恰界饱和电流。 Vcc R 解:L CC es R Rc ∴R+lR=V ces Rb o Bp: BbsrC+(1+) IbsRe=Vcc-Vces b Tβ=30 Re V=0.7V CC ces bs BRC+(1+B)R
例1:计算图示电路的临界饱和电流。 β =30 Vces=0.7V Rb Vi T Rc Re i c ↓ ib→ i e ↓ Vcc Vo C e cc ces b s b s C b s e cc ces s C e e cc ces C cc ces e e s R R V V I I R I R V V I R I R V V R V V －I R I ＋（＋ ） ＝ 即： ＋（＋ ） ＝ ＋ ＝ 解： 1 1 c c − − − − =
2动态特性 开关时间: T从: 截止→导通,建立电荷需要时间c 09 0.1 cmax 导通→截止存储电荷消散需要时间 td tr on =tt 开启延时上开 说明:(1转换时间:截止→导通时间t较小 导通→截止时间t较大 ff=ts+tf 关闭存下摩 (2)t中,占主要部分
⒉动态特性 T从： 截止→导通 ，建立电荷需要时间 →ton 导通→截止存储电荷消散需要时间 →toff 开关时间: 说明:⑴转换时间：截止→导通时间ton较小 导通→截止时间toff较大 ⑵ toff中 t s占主要部分。 max 0.9 c I max 0.1 c I d t r t s t f t c i 0 t Vi t 0 off s f on d r t t t t t t = + = + 开启 延时 上升 关闭 存储 下降
四、基本门电路 府应三种基本逻运算,有三种基本门电路 Vcc (5v) 1.二极管与门(D与门) R (1)电路 D (2)原理 5vA 电位表: D2 v|DⅠD2 F OV B 0V0V0.7V通通 0V5V0.7V通止 5V0V0.7V止通 要分析输入的各种状态 5V5V5V「止止
四、基本门电路 对应三种基本逻辑运算，有三种基本门电路 ⒈二极管与门（D与门） ⑴电路 5V A 0V B F R D1 D2 Vcc（5V） ⑵原理 VA VB VF D1 D2 0V 0V 0.7V 通 通 0V 5V 0.7V 通 止 5V 0V 0.7V 止 通 5V 5V 5 V 止 止 要分析输入的各种状态 电位表：
1.二极管与门(续) 真值表: B DI D2 ABF 0Y007V通通O→低电位000实现 0V5V07V通止 010 了与 500y止通1离位100(功能 逻辑 5V5V5V止止 111 (3)符号 AB &F AB F AB F 国标 惯用 国外
⒈二极管与门(续) VA VB VF D1 D2 0V 0V 0.7V 通 通 0V 5V 0.7V 通 止 5V 0V 0.7V 止 通 5V 5V 5 V 止 止 0→低电位 1→高电位 真值表: A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 实现 了与 逻辑 功能 ⑶符号 A B & F 国标 惯用 国外 A B F A B F
