最新數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)電子教案2教學(xué)講義ppt課件.ppt

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1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)電子教案2本章教學(xué)基本要求掌握：（１）與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、與或非門(mén)、異或門(mén)、同或門(mén)、ＣＭＯＳ傳輸門(mén)、三態(tài)門(mén)、ＯＤ門(mén)和ＯＣ門(mén)等的邏輯功能（２）用波形圖法分析數(shù)字邏輯電路的方法（３）推拉輸出和高阻狀態(tài)的含義熟悉：ＯＤ門(mén)和ＯＣ門(mén)負(fù)載電阻的計(jì)算本章教學(xué)基本要求了解：（１）半導(dǎo)體器件開(kāi)關(guān)作用和開(kāi)關(guān)特性（２）ＣＭＯＳ和ＴＴＬ電路結(jié)構(gòu)及工作原理、外特性、主要參數(shù)、使用方法和注意事項(xiàng)（３）線與概念外電壓U和電阻R較小,D的壓降和內(nèi)阻不可忽略時(shí)2.1.1二極管的開(kāi)關(guān)特性等效于等效于等效于u和R均較大,D的壓降和內(nèi)阻均可忽略時(shí)外電阻R較大,但外

2、電壓u較小,D的壓降不可忽略時(shí)在動(dòng)態(tài)情況下，二極管兩端電壓突然反向時(shí)，電流的建立和衰減總是滯后于電壓的變化。這是因?yàn)楫?dāng)外加電壓由反向突然變?yōu)檎驎r(shí)，PN結(jié)內(nèi)部有一個(gè)因電荷積累形成一定濃度梯度的過(guò)程，從而引起擴(kuò)散電流的過(guò)程，因而電流對(duì)電壓而言稍有滯后。在外加反向電壓作用下，PN結(jié)兩側(cè)堆積的存儲(chǔ)電荷，會(huì)形成較大的瞬態(tài)反向電流。隨著存儲(chǔ)電荷的消散，反向電流會(huì)迅速衰減并趨于零。反向電流的大小和維持時(shí)間的長(zhǎng)短，與正向?qū)〞r(shí)電流大小、反向電壓和外電路電阻值及二極管本身特性有關(guān)反向電流從峰值衰減到它的0.1倍所需要的時(shí)間定義為為反向恢復(fù)時(shí)間tre當(dāng)輸入uI為低電平，使

3、uBE

4、iB稱臨界飽和基極電流，用IB(sat)表示；相應(yīng)地，IC(sat)為臨界飽和集電極電流；UBE(sat)為飽和基極電壓；UCE(sat)為飽和集電極電壓。對(duì)硅管，UBE(sat)?0.7V，UCE(sat)?0.3V。在臨界飽和點(diǎn)三極管仍然具有放大作用。uI增大使uBE>Uth時(shí)，三極管開(kāi)始導(dǎo)通，iB>0，三極管工作于放大導(dǎo)通狀態(tài)。IC(sat)QAuCEUCE(sat)OiCMNIB(sat)TS臨界飽和線飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)uBE

5、極管飽和。uBE+-uBE?UCE(sat)?0.3V?0，C、E間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)合上。iB≥IB(sat)BEUBE(sat)CUCE(sat)三極管飽和狀態(tài)等效電路三極管的動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性三極管內(nèi)部電荷的建立和消散都需要一定的時(shí)間,所以集電極電流的變化滯后于基極電壓的變化.輸出電壓的變化比輸入電壓的變化也相應(yīng)地滯后.二、MOS管的開(kāi)關(guān)特性MOS管的柵極g與溝道及襯底之間是絕緣的，極間電容的泄放電阻非常高。等效電路截止?fàn)顟B(tài)導(dǎo)通狀態(tài)C1代表輸入端的等效電容，它包含柵極與溝道之間的電容和前級(jí)輸出端的等效電容。在截止?fàn)顟B(tài)下，漏源之間的內(nèi)阻非常也可達(dá)到數(shù)量級(jí)。大（），

6、可看作斷路。在導(dǎo)通狀態(tài)下，其內(nèi)阻MOS管的動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)特性由于器件內(nèi)部、線間和負(fù)載電容的存在，電流和電壓的變化都需要時(shí)間，所以在動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)工作情況下（即在高、低電平間跳變時(shí)），漏極電流的變化和輸出電壓的變化都將滯后于輸入電壓的變化。開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間是決定整個(gè)電路工作速度和最高工作頻率的重要因素.分立元件門(mén)電路包括二極管門(mén)電路和三極管門(mén)電路兩類(lèi)。2.2.1二極管門(mén)電路一、二極管與門(mén)在輸入端A、B中只要有一個(gè)（或一個(gè)以上）為低電平，則與該輸入端相連的二極管必然出端Z為低電平。輸出Z才是高電平。邏輯式為2.2分立元件門(mén)電路因獲得正偏電壓而導(dǎo)通，使輸只有A、B同時(shí)為

7、高電平時(shí)，ABZ000000011111真值表波形圖111100真值表二、二極管或門(mén)只要輸入端A、B中有高電平，輸出就是高電平只有A、B同時(shí)為低電平時(shí)，Z才是低電平邏輯式為ABZ000001111111111100波形圖2.2.2三極管門(mén)電路一、三極管非門(mén)（反相器）AZ0110輸入低電平信號(hào)時(shí)，三極管能可靠截止，輸出為高電平。輸入高電平信號(hào)時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，輸出為低電平.真值表二、與非門(mén)和或非門(mén)1.與非門(mén)將二極管與門(mén)和反相器連接起來(lái)，就構(gòu)成與非門(mén)。ABZ000001111111邏輯式為與非門(mén)的波形圖導(dǎo)通延遲時(shí)間截止延遲時(shí)間和是輸出、輸入波形變化至幅

8、值的50%所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差。2.或非門(mén)將二極管或門(mén)和反相器連接起來(lái)，構(gòu)成了或非門(mén)。