西安邮电学院“校级优秀课程” 3 数字电路与逻辑设计 第三章集成逻辑门 西失郎電学院
数字电路与逻辑设计 第三章 集成逻辑门 西安邮电学院“校级优秀课程
第三章集成逻辑门 目的与要求： 了解半导体二极管、三级管和MOS的开关特性； 掌握TTL门电路和CMOS门电路的基本工作原理和外特性； 熟悉TTL门电路和CMOS门电路的主要参数，掌握门电路 的正确使用。 重点与难点： TTL门电路和CMOS门电路的外特性
第三章 集成逻辑门 目的与要求： 了解半导体二极管、三级管和MOS的开关特性； 掌握TTL门电路和CMOS门电路的基本工作原理和外特性； 熟悉TTL门电路和CMOS门电路的主要参数，掌握门电路 的正确使用。 重点与难点： TTL门电路和CMOS门电路的外特性
第三章集成逻辑门 3.1晶体管的开关特性 3.2TTL集成逻辑门 3.3MOS逻辑门电路 3.4CMOS电路 ⊙西邹重孝院
第三章 集成逻辑门 3.1 晶体管的开关特性 3.2 TTL集成逻辑门 3.3 MOS逻辑门电路 3.4 CMOS电路
3.1晶体管的开关特性 3.1.1晶体二极管的开关特性 10 (a)二极管符号表示 (b)二极管伏安特性 二极管符号表示及伏安特性
3.1.1晶体二极管的开关特性 (a) 二极管符号表示 (b) 二极管伏安特性 二极管符号表示及伏安特性 3.1 晶体管的开关特性
3.1晶体管的开关特性 晶体二极管开关特性 晶体二极管是由PN结构成，具有单向导电的特性。 在近似的开关电路分析中，晶体二极管可以作为 一个理想开关来分析； >意格的电路分析中或者在高速开关电格中 晶体二极管则不能当作一个理想开关。 ⊙西邹重孝院
晶体二极管开关特性 晶体二极管是由PN结构成，具有单向导电的特性。 在近似的开关电路分析中，晶体二极管可以作为 一个理想开关来分析； 在严格的电路分析中或者在高速开关电路中， 晶体二极管则不能当作一个理想开关。 注意 3.1 晶体管的开关特性
3.1晶体管的开关特性 1·二极管的稳态开关特性 (1)加正向电压时，二极管导通，管压降%可忽略。 二极管相当于一个闭合的开关。 0 (a)二极管正向导通电路 (b)二极管正向导通等效电路 外加正向电压的情况
1．二极管的稳态开关特性 (1)加正向电压VF时，二极管导通，管压降VD可忽略。 二极管相当于一个闭合的开关。 VR D RL IS VR S RL （a）二极管正向导通电路 （b）二极管正向导通等效电路 外加正向电压的情况 3.1 晶体管的开关特性
3.1晶体管的开关特性 (2)加反向电压时，二极管截止，反向电流可忽略。 二极管相当于一个断开的开关。 (a)二极管反向截至电路 (b)二极管反向截至等效电路 外加反向电压的情况 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压控制的开关
(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。 二极管相当于一个断开的开关。 D RL Is VR S VR RL （b）二极管反向截至等效电路 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压控制的开关。 （a）二极管反向截至电路 外加反向电压的情况 3.1 晶体管的开关特性
3.1晶体管的开关特性 2.二极管的动态开关特性 电路处于瞬变状态下晶体管的开关特性称为动态开关特性。 Vt 00 二极管的动态开关特性 二极管的反向恢复过程 tς称为存储时间，t称为渡越时间， tre=t+t称为反向恢复时间 反向恢复时间t就是存储电荷消散所需要的时间
2．二极管的动态开关特性 电路处于瞬变状态下晶体管的开关特性称为动态开关特性。 v D R L v I - + I F 导 导 vF 0-vR vI t 1 t 导 导 0 i I F IR - t s I R t 0.1 t t 二极管的动态开关特性 二极管的反向恢复过程 tS称为存储时间，tt称为渡越时间， tre=ts+tt称为反向恢复时间 ， 反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。 3.1 晶体管的开关特性
3.1晶体管的开关特性 3.1.2晶体三极管的开关特性 晶体三极管工作于截 1.三极管稳态开关特性 止区时，内阻很大， 相当于开关断开。 放大区：管子有放大 能力，iC=βiB Vo/v 10 截 工作于饱和区时，内阻 止 很低，相当于开关接通 1放 1饱 状态。 大 和 0.5 1.5 (a)基本单管共射电路 (b)单管共射电路传输特性 基本单管共发射极电路
3.1.2晶体三极管的开关特性 1. 三极管稳态开关特性 （a）基本单管共射电路 （b）单管共射电路传输特性 基本单管共发射极电路 晶体三极管工作于截 止区时，内阻很大， 相当于开关断开。 工作于饱和区时，内阻 很低，相当于开关接通 状态。 放大区：管子有放大 能力，iC=βiB 3.1 晶体管的开关特性
3.1晶体管的开关特性 NPN型三极管三种工作状态的特.点 工作状态 截止 放大 饱和 条件 B≈0 00.5V 发射特正编且>0.5V 集电结反偏 集电结反偏 集电结正偏 工 集电极电流 Ic~0 Ic=8IB Ic=Ics≈Vcc/Rc 作 管压降 VcE≈Vcc VcE=Vcc-JcRc Vcz=cs≈0.3V 特 点 近似的 6 等效电路 0.7VT (① 0.7V c、e间等 很小，约为数百欧， 效内阻 很大，约为数百千 可变 欧，相当于开关断开 相当于开关闭合
3.1 晶体管的开关特性