
2.2二极管及三极管的开关特性 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作 在开关状态。 导通状态:相当于开关闭合 截止状态:相当于开关断开。 〔逻辑变量←→两状态开关: 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值:0和1; 电子开关有两种状态:闭合、断开。 半导体二极管、三极管和MOS管,则是构成这 种电子开关的基本开关元件
2.2 二极管及三极管的开关特性 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作 在开关状态。 导通状态:相当于开关闭合 截止状态:相当于开关断开。 逻辑变量←→两状态开关: 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值:0和1; 电子开关有两种状态:闭合、断开。 半导体二极管、三极管和MOS管,则是构成这 种电子开关的基本开关元件

理想开关的开关特性: (1)静态特性: 断开时,开关两端的电压不管多大,等效电阻 RoF=无穷,电流IOF=0。 闭合时,流过其中的电流不管多大,等效电阻 RON=0,电压UAK=0。 (2) 动态特性:开通时间ton=0 关断时间tor=0
(1) 静态特性: 断开时,开关两端的电压不管多大,等效电阻 ROFF = 无穷,电流IOFF = 0。 闭合时,流过其中的电流不管多大,等效电阻 RON = 0,电压UAK = 0。 (2) 动态特性:开通时间 ton = 0 关断时间 toff = 0 理想开关的开关特性:

客观世界中,没有理想开关。 兵乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分 接近理想开关,但动态特性很差,无法满足数字电 路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。 半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用 时,其静态特性不如机械开关,但动态特性很好
客观世界中,没有理想开关。 乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分 接近理想开关,但动态特性很差,无法满足数字电 路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。 半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用 时,其静态特性不如机械开关,但动态特性很好

2.2.1二极管的开关特性 返 1.静态特性及开关等效电路 正向导通时 i/mA UDON0.7V(硅) 0.3V(锗) R几2~几十2 相当于开关闭合 0.50.7 u/V +以 二极管的伏安特性曲线
2.2.1 二极管的开关特性 1. 静态特性及开关等效电路 正向导通时 UD(ON)≈0.7V(硅) 0.3V(锗) RD≈几Ω ~几十Ω 相当于开关闭合 二极管的伏安特性曲线

反向截止时 反向饱和电流极小 i/mA 反向电阻很大(约几百k2) 相当于开关断开 0.50.7 u/V 二极管的伏安特性曲线
反向截止时 反向饱和电流极小 反向电阻很大(约几百kΩ) 相当于开关断开 二极管的伏安特性曲线

i/mA i/mA 开启电压 00.50.7 u/V u/V (a) (b) 二极管的伏安特性曲线 理想化 伏安特 +以二 以+ 性曲线 U (a) (b) 二极管的开关等效电路 (a)导通时 (b)截止时
二极管的开关等效电路 (a) 导通时 (b) 截止时 二极管的伏安特性曲线 开启电压 理想化 伏安特 性曲线

2. 动态特性: 二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需 要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。 反向恢复时间t。:二极管从导通到截止所需的时 间。 一般为纳秒数量级(通常tre≤5ns)。 若输入信号频率过高,二极管会双向导通,失去 单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数
2. 动态特性: 若输入信号频率过高,二极管会双向导通,失去 单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。 二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需 要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。 反向恢复时间tre :二极管从导通到截止所需的时 间。 一般为纳秒数量级(通常tre ≤5ns )

2.2.2三极管的开关特性 返迹 1.静态特性及开关等效电路 在数字电路中,三极管作为开关元件,主要 工作在饱和和截止两种开关状态,放大区只是极 短暂的过渡状态。 大 袍和区 777708 UCES 截止区 (a) 6 图2-3三极管的三种工作状态 (a)电路 (b)输出特性曲线
2.2.2 三极管的开关特性 1. 静态特性及开关等效电路 在数字电路中,三极管作为开关元件,主要 工作在饱和和截止两种开关状态,放大区只是极 短暂的过渡状态。 图2-3三极管的三种工作状态 (a)电路 (b)输出特性曲线

Q+Vcc ic 的 Ips 大 区 41 B [VT 饱和区 UCES 截止区 Vcc (a) (b) (1)截止状态 条件:发射结反偏 特点:电流约为0 开关等效电路
开关等效电路 (1) 截止状态 条件:发射结反偏 特点:电流约为0

+Vcc 放 大 41 区 VT 饱和区 ZZ77777733 cE CES 截止区 Vcc (a) (b) (2)饱和状态 条件:发射结正偏,集电结正偏 特点:UBEs0.7V,UcEs-0.3V/硅 UCES (Vcc-UCES = )Rc IBS =Ics/B
(2)饱和状态 条件:发射结正偏,集电结正偏 特点:UBES=0.7V,UCES=0.3V/硅