脉冲的基础知识和反相器
2.1 脉冲基础知识和二极管的开关特性
第6章脉冲基础知识和反相器考纲要求✧了解脉冲基本概念、常见波形和矩形脉冲信号的主要参数。
✧理解二极管、三极管的开关特性，了解三极管工作在截止区和饱和区的条件、特点。
✧掌握三极管反相器的工作原理。
2.1 脉冲基础知识和二极管的开关特性1．了解脉冲的基本概念、常见波形和矩形脉冲信号的主要参数。
2．理解二极管的开关特性。
4．掌握二极管工作状态的判断。
一、脉冲的概念及波形1．脉冲的概念脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。
脉冲：含有瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号，简称为脉冲。
2．常见的几种脉冲波形如图6-1-1所示。
电子技术学习指导与巩固练习2图6-1-1常见脉冲波形3．特点：（1）可以是周期性的、非周期性的或单次的。
（2）有正脉冲、负脉冲之分。
（3）各种脉冲的共同点：突变性、间断性、阶段性。
二、矩形脉冲波的主要参数1．矩形脉冲波的主要参数脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。
理想的矩形波如图6-1-2所示：上升沿、下降沿陡直；顶部平坦。
图6-1-2 理想的矩形波波形 图6-1-3 实际的矩形波波形实际的矩形波波形如图6-1-3所示。
主要参数：(1) 幅度V m ——脉冲电压变化的最大值。
(2) 上升时间t r ——脉冲从幅度的10% 处上升到幅度的90%处所需时间。
(3) 下降时间t f ——脉冲从幅度的90% 处下降到幅度的10%处所需的时间。
(4) 脉冲宽度t p —— 定义为前沿和后沿幅度为50%处的宽度。
(5) 脉冲周期T —— 对周期性脉冲，相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。
周期的倒数为脉冲的频率f ，即Tf 1= 2．矩形波的分解矩形波可由基波和多次谐波叠加而成。
基波的频率与矩形波相同，谐波的频率为基波的整数倍。
矩形波的数学表达式为+++=)5sin(5)3sin(3)sin(000t A t A t A v ωωω第六章 脉冲基础知识和反相器 3 三、二极管的开关特性1．二极管的开关作用二极管的开关作用如图6-1-4所示。
反相器电路原理
反相器电路原理
反相器电路是一种基本的电子电路，用于将输入信号进行反相处理。
其原理是利用电子器件的特性，将输入信号经过放大并反向输出，从而实现输入信号的反相。
常见的反相器电路包括晶体管反相器、运放反相器等。
这里以晶体管反相器为例进行说明。
晶体管反相器电路由一个晶体管和若干个电阻构成。
输入信号通过电阻接入晶体管的基极，而晶体管的集电极则与输出端相连。
当输入信号为高电平时，晶体管处于截止状态，因此没有输出信号。
而当输入信号为低电平时，晶体管进入饱和状态，输出信号便会取反输出。
具体来说，在输入信号为高电平时，晶体管的基极电压较高，导致基极-发射极间的电压较低，使得晶体管工作在截止区。
而在输入信号为低电平时，晶体管的基极电压较低，基极-发射极间的电压较高，使得晶体管工作在饱和区。
由于晶体管是一种放大器件，它可以将输入信号的幅值进行放大。
在反相器电路中，晶体管放大了输入信号的幅值，并通过反向连接的输出电路输出。
需要注意的是，为了保证反相器电路的稳定性和工作正常，还需要合适的电阻和电源配置。
此外，还需要考虑晶体管的工作参数，如工作电流和输出电压等。
总之，反相器电路是一种常见的电子电路，通过反向连接和晶体管的放大特性，实现了输入信号的反相处理。
反相器、电容、异或门构成的脉冲发生电路
反相器、电容、异或门构成的脉冲发生电路文档下载说明Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document 反相器、电容、异或门构成的脉冲发生电路can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!脉冲发生电路是电子领域中常见的电路之一，用于产生特定频率和形状的脉冲信号。
在本文中，我们将讨论由反相器、电容以及异或门构成的脉冲发生电路。
首先，让我们简要介绍一下这些组件的基本原理，然后深入探讨它们如何结合在一起形成一个功能完整的脉冲发生电路。
反相器是一种基本的数字逻辑门，它将输入信号取反输出。
换句话说，如果输入为高电平（通常表示为逻辑1），那么输出就是低电平（逻辑0），反之亦然。
脉冲信号的产生与转换
积分电路 a)电路图 b)波形图
三、阈值电压 集成门电路的输出状态发生翻转时，所对应的
临界输入信号电压，用VTH 表示。
通常将转折区中点所对应的输入电压称为阈值 电压。一般TTL门电路取1.4V作为阈值电压， CMOS门电路取1/2电源电压作为阈值电压。
单稳态触发器特点是：
（1）电路有一个稳态和一个暂稳态。 （2）在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到 暂稳态。 （3）暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一 段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持 续时间与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参 数。
一、微分型单稳态触发器
微分型单稳态触发器 a)电路图 b)时序波形图
反相器的电压传输特性
三、利用反相器对微积分脉冲进行整形处理
前述的微分电路和积分电路虽然可对波形进行变换， 但其输出波形并不是一个标准的时钟脉冲，为了 得到标准的时钟脉冲信号，可利用反相器对其进 行整形处理。
反相器对脉冲波形的整形和处理
a）下拉式微分电路 b）上拉式微分电路 c）积分电路
第二节 单稳态触发器
对CMOS电路来说，施密特触发器的回差电压
与电源电压VDD有关，VDD越高，回差电压越大，
且回差越大，其抗干扰能力就越强。但当回差电
压较大时要求uI的变化幅度也要大。
三、基本应用电路 施密特触发器的应途十分广泛。 (一) 波形的变换和整形
波形的变换 a)电路图 b)波形图
波形的整形 a)施密特整形 b)反相器整形
即输出脉冲宽度tw与充电时间常数RC 的大小有关，RC 越大，tW越宽。
0
1
0
1
4. 恢复过程 暂稳态结束后，电容C上已充有一定的电压，因此， 电路返回稳态后需经C的放电过程，电容上的电压才能恢复到稳 态时的数值，这一过程即为恢复过程。恢复过程所需时间tre 的 大小与放电时间常数RC 的大小有关。恢复过程结束后，才允许
矩形波的分解
2、脉冲分压器 ：
（1）电路：
（2）特点：R1两端并联一补偿电容C1。C1最佳值为：C1
R2 R1
C0
C1要适当：过小，欠补偿；过大，过补偿。补偿电容对输出波形的影响如图
Vo形成一个正的尖峰波
（3）t=t2瞬间： VI突跳到0,输入端相当于短路，Vc不能突变，仍是Vm;
Vo=VI-Vc=0-Vc= -Vm.
Vo突跳到-Vm
电容C放电，Vc随指数规律减小， Vo形成一个负的尖峰波。
特点：输出脉冲反映了输入脉冲的变化部分。
“突出变化量，压低恒压量”
（三）RC积分电路：
第十一章 脉冲基础知识和反相器
教学重点 1．了解脉冲的基本概念与主要参数。 2．理解微分电路、积分电路、脉冲分压器的基本原理， 掌握微、积分电路工作条件和作用。 3．了解二极管、三极管的开关特性及其应用。 4．理解反相器的工作原理。
教学难点
1．RC电路的过渡过程。
2．三极管开关作用。 3．MOS管反相器的工作原理。
降到幅度的10%处所需的时间。
t (4) 脉冲宽度 p ：定义为前沿和后沿幅度为50%处的宽度。
(5) 脉冲周期T ： 对周期性脉冲，相邻两脉冲波对应点
间相隔的时间。 周期的倒数为脉冲的频率f
f1 T
4、矩形波的分解：
（1）波形的合成：
（2）矩形波的分解：（反向思考！） 谐波分量越多，越近于矩形
解 (1) 求电路时间常数 = RC = 20 103 200 1012s = 4 106 s= 4 µs
由正脉冲生成负脉冲的原理
由正脉冲生成负脉冲的原理正脉冲和负脉冲是电子学中常见的两种脉冲信号，它们在许多电路和系统中都有重要的应用。
由正脉冲生成负脉冲的原理是通过适当的电路设计和信号处理实现的。
下面将详细介绍几种常见的方法。
1. 单稳态多谐振荡器（one-shot multivibrator）单稳态多谐振荡器是一种通过高电平输入产生负脉冲输出的电路。
它是由一个门电路和一个RC元件组成的。
当输入信号的上升沿到达时，门电路会输出一个短时脉冲信号。
该脉冲信号经过RC元件的充电和放电过程后，形成一个较长的高电平输出。
当输入信号的下降沿来临时，门电路会再次输出短时脉冲信号，使得输出信号产生一个负脉冲。
2. 反相器（inverter）反相器是一种能够将输入信号进行反相输出的电路。
它由一个晶体管或逻辑门电路组成。
在一个电平触发时，反相器会将输入信号的电平从高变为低，或者从低变为高。
当输入信号为正脉冲时，经过反相器输出的信号即为负脉冲。
3. 多谐振荡器（multivibrator）多谐振荡器是一种能够产生周期性脉冲信号的电路。
它由一个电容、一个电阻和两个晶体管（或逻辑门电路）组成。
其中一个晶体管（或逻辑门）负责产生高电平的输出信号，而另一个晶体管（或逻辑门）则负责产生低电平的输出信号。
通过适当的触发条件和时序控制，多谐振荡器可以生成正脉冲和负脉冲信号。
4. 电荷泵（charge-pump）电荷泵是一种能够将输入电流转换为输出电压的电路。
它由一对开关和一个电容组成。
当输入电流为正时，一个开关会打开，使电容充电。
当输入电流为负时，另一个开关则会打开，使电容放电。
这样，电容的充放电过程就会产生一个负脉冲信号。
以上这些方法只是几种常见的由正脉冲生成负脉冲的原理，实际上还有很多其他的方法和电路设计可以实现这一功能。
在实际应用中，我们可以根据具体的需求和设计要求选择合适的方法。
脉冲电路
脉冲电路在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。
电子电路中另一大类电路的数字电子电路。
它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。
数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路，它们处理的都是不连续的脉冲信号。
脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。
家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等，都要用到脉冲电路。
电脉冲有各式各样的形状，有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的，最具有代表性的是矩形脉冲。
要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度 Um 、脉冲周期 T 或频率 f 、脉冲前沿 t r 、脉冲后沿 t f 和脉冲宽度 t k 来表示。
如果一个脉冲的宽度 t k =1 ／ 2T ，它就是一个方波。
脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点，或者说脉冲电路的特点是：脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。
大多数情况下，晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的，所以脉冲电路有时也叫开关电路。
从所用的晶体管也可以看出来，在工作频率较高时都采用专用的开关管，如 2AK 、 2CK 、DK 、 3AK 型管，只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。
就拿脉冲电路中最常用的反相器电路（图 1 ）来说，从电路形式上看，它和放大电路中的共发射极电路很相似。
在放大电路中，基极电阻 R b2 是接到正电源上以取得基极偏压；而这个电路中，为了保证电路可靠地截止， R b2 是接到一个负电源上的，而且 R b1 和 R b2 的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。
不仅如此，为了使晶体管开关速度更快，在基极上还加有加速电容 C ，在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并饱和；在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。
除了射极输出器是个特例，脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的，这是一个特点。
电子线路第14章
二极管在状态转换时需要一定的时间，即开 关时间。二极管的开关时间主要决定于二极管从 导通到截止的时间，即反向恢复时间。测试表明， 一般二极管的反向恢复时间在纳秒（ns）数量级 （1ns=10−9s）。例如，2CK系列硅开关二极管的 1ns=10−9s 2CK 开关时间为5ns，2AK系列锗开关二极管的开关时 间是150ns。
1 + 3 VT 2 +
I C = I CS =
VCC 12 = ≈ 1.76(mA) RC 6.8
U O = U CES ≈ 0.3 V
由此可见，Rb 、 RC 、β等参数都 由此可见 ， 等参数都 能决定三极管是否饱和。 能决定三极管是否饱和。
UI
-
100kΩ
U\= O
-
U I VCC ＞ 饱和条件可写为： 饱和条件可写为： Rb βRC
K
IF
RL
(2)加反向电压 二极管截止， 可忽略。 (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。 极管相当于一个断开的开关。
VD K
UR
IS
RL
UR
RL
可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压u 控制的开关。 可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压 i控制的开关。 受外加电压 当外加电压u 为一脉冲信号时， 当外加电压 i 为一脉冲信号时 ， 二极管将随着脉冲电压 的变化在“ 态与“ 态之间转换。 的变化在 “ 开 ” 态与 “ 关 ” 态之间转换 。 这个转换过程 就是二极管开关的动态特性 动态特性。 就是二极管开关的动态特性。
uI
-
iB e
u CE
-
小于三极管发射结死区电压时， ≈0， （1）截止状态：当uI小于三极管发射结死区电压时，IB＝ICBO≈0， 截止状态： ≈0， 三极管工作在截止区，对应图中的A IC＝ICEO≈0，uCE≈VCC，三极管工作在截止区，对应图中的A点。 三极管工作在截止状态的条件为： 三极管工作在截止状态的条件为：发射结反偏或小于死区电压
施密特反相器工作原理
施密特反相器工作原理
施密特反相器主要由三个核心元件构成，分别是比较器、正反馈电路和输出级。
1. 比较器：比较器的作用是将输入信号与一个参考电压进行比较。
如果输入电压高于参考电压，输出电压就会变为高电平状态。
相反，如果输入电压低于参考电压，输出电压就会变为低电平状态。
2. 正反馈电路：正反馈电路则负责对输出信号进行反馈处理，以实现反向输出的特性。
3. 输出级：输出级将反相后的信号放大并输出。
施密特触发器又称施密特反相器，是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。
它在性能上有两个重要的特点：第一，输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。
第二，在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。
以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅电子工程领域的专业书籍或咨询专业人士。
第十四章脉冲波形的产生和变换
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第三节 多谐振荡器
振荡器有两大类型:能产生正弦交流信号的电路称为正弦振荡 器，产生矩形波(或方波)的电路称为多谐振荡器，如图1412所示。
一、门电路组成的多谐振荡器 1.电路组成 图14-13所示为一个由CMOS反相器及电容C,电阻R构成的
自激多谐振荡器
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教学目标
1.掌握脉冲波电压的主要参数。 2.掌握几种常用的脉冲波形产生与变换电路。 3.理解几种常用的脉冲波形产生与变换电路的工作原理、输出
波形的分析及其应用。 4.了解555定时器内部结构框图、基本原理及典型应用。
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第一节 概述
一、脉冲的基本概念
1 .常见的脉冲信号：脉冲信号有很多种，如图14-1所示 2.矩形脉冲信号参数 如图14-2所示 脉冲幅度Vm：用来表示脉冲信号强弱的参数。 上升时间：脉冲从0. 1 Vm上升到0. 9 Vm所需要时间 下降时间：脉冲从0. 9 Vm下降到0. 1 Vm所需要时间
管集电极开路输出 555定时电路功能表如表14 -2所示。
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第五节 555时基电路
二、555定时电路的应用 1.构成多谐振荡器 如图14-24所示。 工作原理: (1)接通电源，电容C两端电压较低，v截止，电路输出高电平，
处于第一暂稳态。 (2)随着VCC对C充电的进行，电路进入第二暂稳态 (3)电路处于第二暂稳态时，C开始放电，回到第一暂稳态
加，电路发生下列正反馈，恢复到新的稳定状态
3.波形 上述电路的工作波形如图14-10所示。 tw即输出脉宽，表示暂稳态持续时间，由R C充、放电时间决
定，与外加触发信号无关，一般
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第二节 单稳态触发器
脉冲类型
2. 限幅电路 可以实现将幅度过大的 脉冲顶部削平，将顶部不平 稳的脉冲削成平顶的波形。 右图(a)是二极管削波和限幅 电路，(b)是用稳压管代替两 个二极管的限幅电路，可同 时起到削波和限幅的作用， 限制的幅度由稳压管的工作 电压决定。
输入波形
输出波形
在这两个电路中，R对于该电路的限幅波形 质量有一定影响，所以R的选择既要考虑到信号 的损耗，又不能使信号源的负载过重。
二. 反相器
在脉冲电路中，把一个 工作在饱和区和截止区的单 级晶体三极管放大器称为反 相器(inverter)。 常用的反相器如图。电 容C是加速电容，基极电阻 R1、R2及外加负偏压(-EB)构 成偏置电路，与输入电压Ui 共同决定三极管的工作状态， 保证三极管能够可靠地截止 与饱和。
若输入电压Ui为低电平，三 极管可靠截止，Rc上的压降近似 值为零，输出电压Uo≈Ec，为高 电平。显然输出Uo与输入Ui反相； 若输入电压Ui为高电平，元件参 数选择合适，可使三极管饱和导 通，输出电压Uo≤0.3V，输出为 低电平。显然输出Uo与输入Ui反 相。 可见，输入脉冲信号经过反 相器后将其极性变反，见图。这 里忽略了三极管开关的延迟时间， 将三极管当作理想的开关元件， 所以输出的波形是理想的矩形波。
图中R1和R2组成了电 压串联正反馈电路， 反馈系数F为： F=R2/(R1+R2)。
多谐振荡器的输出 电压Uo及电容电压Uc的 波形如图所示。 由于该电路充放电 时间常数相等，均为 T=RFC，故T1=T2=T/2， 则输出波形为对称方波， 占空比为0.5。 经理论推导，可得 振荡器的振荡周期T为：
二. RC分压电路
在脉冲电路中，常常 要将脉冲信号经过电阻分 压后传输到下一级，而在 下一级电路中存在着各种 形式的电容，这就相当于 在输出端接上一个等效电 容Co，如图(a)所示。而 Co对输出波形的影响如图 (b)所示。
4、脉冲技术基础知识
Date: 2013-7-26
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2.2.4．工作原理
VA＝0V，VB＝0V，V1 、V2均截止，Y ＝ －12V； VA＝6V，VB＝0V，V1导通，V2截止，Y ＝ 6V； VA＝0V，VB＝6V，V1截止，V2导通，Y ＝ 6V； VA＝6V，VB＝6V，V1、V2均导通，Y ＝ 6V。
模拟信号。电话、传真、电 视信号都是模拟信号。
Date: 2013-7-26
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数字信号： 数字信图2－３是数字信号，其特点是幅值被限制在有限个
数值之内，它不是连续的而是离散的。 图2－３(a)是二进码，每一个码元 只取两个幅值(0，A)：图(b)是四进码，每个码元取四 (3、1、－1、－3)中的
Uo=RC(duc/dt)=RC(dui/dt)
这就是输出Uo正比于输入Ui的微分（dui/dt) RC电路的微分条件：RC≤Tk * 注：电容两端的电压不能突变；通过电感的电流不能突变。
Date: 2013-7-26
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RC微分电路与RC耦合电路的区别就在于前者的时间常数τ（=RC）很小。
正、负逻辑规定
•正逻辑：用1表示高电平，用0表示低电平的逻辑体制。 •负逻辑：用1表示低电平，用0表示高电平的逻辑体制。
Date: 2013-7-26
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2.1、与门电路
2.1.1．与逻辑关系 当决定一件事情的几个条件全部具备后， 这件事情才能发生，否则不发生。
2.1.2．与门电路 A、B――输入端 ；Y――输出端。
2.3.6．真值表
表 11.2.4 非门真值表 输 入 A 0 1 输 出 Y 1 0
2.3.7．逻辑功能：有0出1，有1出0。
脉冲的产生与原理及原理的应用
1. 电路组成 由555定时器构成的单稳态触
发器如图6.10所示, 触发输入端 作为TR信号输入端 ，放电ui 端DIS 与阈值控制端TH直接连接在电阻
R和电阻C之间；复位端 接直R流D 电源UDD(即接高电平)，控制电压
端CO通过滤波电容(0.01mF)接 地。
图6.10 555定时器组成的单稳态触发器
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3. 实训设备及元器件 (1) 实训设备： 双路直流稳压电源、信号发生器1台、双踪示波 器1台、面包板1块、单股导线若干、万用表(数字表、指针表各1 块)。 (2) 实训器件：一只0.01mF的电容、一只1k的电阻、一块 NE555。 4. 测试内容 1) 测试电路 测试电路如图6.9所示。 2) 测试步骤 (1) 按图6.9所示接好电路，在输入端接入信号发生器，并用示 波器分别观测输入端和输出端的波形
的电压，并记录在表6.2中。
(3) 保持步骤(2)的条件不变，并使UCC=3V即满足UTH 分别将电压表XMM1和XMM2的读数记录在表6.2中。
2 3
U
DD
U TR，13UDD
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(4) 保持步骤(2)的条件不变，并使UCC=3V即满足UTH
将电压表XMM1和XMM2的读数记录在表6.2中。
施密特触发器可以将一个不规则的波形进行整形，得到一个良好 的波形，如图6.7所示，输入电压为受干扰的波形，通过施密特触发 器变为规则的矩形波。
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(3) 脉冲幅度鉴别。 施密特触发器可用来将幅度
较大的脉冲信号鉴别出来。图 6.8所示输入信号为一系列随机 的脉冲波，通过施密特电路可以 将幅度大于某值的输入脉冲检测 出来。
脉冲的基本概念PPT课件
14.2 RC 波形变换电路
2．工作原理 （1）在 t = t1 时刻， vI 由 0 跳 变为 Vm ，由于电容电压 vC 不能突 变，此时 vC = 0，故 vO = vC = 0 。 （2）在 t1 ~ t2 期间，输入电 压 vI 保持 Vm 不变，电容 C 被充电， vC 按指数规律上升。因为电路时
14.1 脉冲的基本概念
脉冲的概念
脉冲：瞬间突变、作用时间极短的电压或电流信号，称 为脉冲。
广义上讲，凡是非正弦规律变化的电压或电流都可称为 脉冲。
1．实验电路
14.1 脉冲的基本概念
2．现象和结论
（1）开关 S 闭合时，R2 短接，输出电压 vO = 0。
（2）t1 时，开关 S 断开， 则输出电压
（2）第二暂态
vOvA'1
vA’ 1 使 G1 开， vB = 0 ， vD 1，C 反充电，vE↑，vF 到 达 G3 开门电平，G3 开。
（3）返回第一暂态
vO = 0 。
3．环形振荡器的振荡周期 T T 2.2 RC
14.3 多谐振荡器
14.3.3 石英晶体多谐振荡器
（1）电路符号
（2）电抗特性
14.3 多谐振荡器
与非门基本多谐振荡器
1．电路组成
2．工作原理 （1）第一暂态 电路对称 差异的必然存在，导致正反馈 过程发生，形成第一稳态。正 反馈过程如下：假设与非门 G2 的输出电压 VO2 高一些。 v O 2 C 2 耦 v I G 1 1 作 合 v O 用 C 1 耦 1 v I 2 合 G 2 作 v O 2 用
间常数 很大，所以充电速度缓慢，
反相器工作原理
反相器工作原理反相器是一种常见的电子电路元件，它可以将输入信号的相位进行180度的反转。
在许多电子设备和电路中，反相器都扮演着重要的角色。
那么，反相器是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍反相器的工作原理。
首先，让我们来了解一下反相器的基本结构。
一个简单的反相器电路由一个晶体管和若干电阻组成。
当输入信号加到晶体管的基极时，晶体管就会根据输入信号的大小和极性，控制电路中的电流流动，从而实现信号的反相。
在反相器电路中，晶体管起着关键的作用。
当输入信号为正电压时，晶体管的极性会使得电路中的电流流向负极，从而输出负电压；反之，当输入信号为负电压时，电路中的电流会流向正极，输出正电压。
这样，就实现了输入信号相位的反转。
除了基本的晶体管反相器外，还有许多其他类型的反相器电路，比如使用运算放大器（Op-Amp）构建的反相器。
Op-Amp反相器电路具有高输入阻抗、低输出阻抗和较大的增益，能够更精确地实现输入信号的反相。
另外，反相器还可以应用于许多领域，比如音频放大器、振荡器、数字信号处理等。
在音频放大器中，反相器可以用来实现音频信号的放大和反相，从而产生清晰的声音效果；在振荡器中，反相器则可以产生稳定的振荡信号；在数字信号处理中，反相器可以用来实现信号的数字化和处理。
总的来说，反相器是一种十分重要的电子元件，它通过晶体管或运算放大器等电路实现输入信号相位的反转。
在实际应用中，反相器可以发挥出许多重要的作用，广泛应用于各种电子设备和电路中。
通过本文的介绍，相信大家对反相器的工作原理有了更深入的了解。
希望本文能够帮助大家更好地理解和应用反相器，为电子电路的设计和应用提供一定的参考价值。
谢谢大家的阅读！。
脉冲与数字逻辑电路
脉冲与数字逻辑电路
§4.1 脉冲电路
§4.2 三极管反相器
§4.3 脉冲的整形与鉴别
§4.4 基本逻辑电路 §4.5 双稳态触发器 §4.6 脉冲的计数和显示 §4.7 模数和数模转换
一、数字信号和模拟信号
电 子 电 路 中 的 信 号
模拟信号
随时间连续变化的信号
数字信号
时间和幅度都是离散的
§4.3 脉冲的整形与鉴别
+VCC
u
S F
i
0
t
将各种形状和幅度的脉冲转换为幅度一 致的矩形脉冲——脉冲的整形
0 在整形过程中，把幅度较小的脉冲消除 输出波形 ——脉冲的鉴别
uo
t
一、二极管幅度鉴别电路
C ui R -E RW D1 u1 ui
D2
R
uo
0
u1
0
t
t
削波电路 通过调节RW可钳 制在任意的负电平 钳位电路 上
二、反相器
+Ec C Rc Rc
ui t uo uo uo t
R1R1
ui ui
R2
－Eb
+Ec
0.3V
满足三极管可靠截止的条件是：
Ube < 0
满足三极管可靠饱和的条件是：
Ib > Ibs，其中 Ibs＝Ec /βRc
正脉冲延时电路
+Ec
ui t
RB
R1
Rc
C
ui
uo u o
t
T
Ec U m T ( R1 RB )C ln( ) 0.7( R1 RB )C Ec
A B C E
逻辑符号
A
≥1
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逻辑0
逻辑0
逻辑0
14.1 脉冲基础知识
14.1.1 脉冲的概念及其波形 脉冲是一种跃变信号,并且持续时间短暂
矩形波 尖顶波
常见的脉冲波形
14.1.2 矩形脉冲波
0.9Um 0.5 Um 0.1 Um
tw
Um
tr
tf
脉冲幅度
信号变化的最大值
脉冲上升沿 脉冲下降沿 脉冲宽度
V (V)
14.1.4 脉冲分压器
在脉冲电路中，经常要把 脉冲信号经过电阻分压送到 下一级，由于电路中存在各 种形式的电容，有的是下级 电路中所固有的，有的是接 线电容或寄生电容。这样， 在负载上好像并联了一个电 容Co，如图14.9所示。 为了克服Co对脉冲分压器 输出波形的影响，常在R1两 端并联C1，要使输出电压不 失真，必须使R1C1＝R2Co
2. 二极管限幅器
（1）串联限幅器
（2）并联限幅器
14.2.2 晶体三极管的开关特性及其应用
1. 晶体三极管的开关特性
+VCC RC iC Rb
+ 1
iC VCC/RC ICS
+
IB5
E D C
IB4 = IBS
IB3 IB2 B A IB1 IB=0 VCC
b
c3
T 2
uI
£-
iB e
VCE
0.7V
ICS
+
b
c3
T 2
IB3
IB2
uI
£-
iB
u CE
B
A 0.7V VCC
e
-
IB1 IB=0
uCE
（3）饱和状态：uI不变，继续减小Rb，当uCE ＝0.7V时，集电结变为
零偏，称为临界饱和状态，对应E点。此时的集电极电流用ICS表示，基极 电流用IBS表示，有: I CS VCC VCC - 0.7V VCC I I CS BS RC RC RC 再减小Rb ，IB 会继续增加，但IC 不会再增加，三极管进入饱和状态。 饱和时的uCE电压称为饱和压降uCES，其典型值为：UCES≈0.3V。 三极管工作在饱和状态的电流条件为：IB＞ 电压条件为：集电结和发射结均正偏
补偿电容C1对输出 脉冲波形的影响
脉冲分压器
14.2 晶体管开关特性
14.2.1 晶体二极管的开关特性及其应用
1. 二极管的开关特性
(1)加正向电压UF时，二极管导通，管压降UD可忽略。二极 管相当于一个闭合的开关。 V
U F IF RL
K
U F
IF
RL
(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。
14.1.3 RC微分电路和积分电路
1. RC电路的过渡过程 （1）RC电路的充电过程
电容的充放电电路 电容器充电波形
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电容充电时间表 t/ uC/V 0 0 0.7 0.5 1 0.63 2 0.87 3 0.95 5 0.993
（2）电容的放电过程：
电容器放电波形
2. RC微分电路
微分电路及其波形
10
3
3. RC积分电路
积分电路是一种常用的波形变换电路，它可以把矩形脉 冲变换成三角波。
积分电路及输入、输出波形
积分电路的组成条件（1）电路的时间常数 远 远大于输入脉冲宽度tw，即=RC» tw。 （2）信号从电容两端输出
的取值：积分电路是利用电容的充、放电将矩形脉冲变为 三角波的的，因此必须满足 »tw的条件。但 的取值也不能 过大，分析表明 的取值一般要求为 ≥（3－5）tw
uCE
（1）截止状态：当uI小于三极管发射结死区电压时，IB＝ICBO≈0，
IC＝ICEO≈0，uCE≈VCC，三极管工作在截止区，对应图中的A点。
三极管工作在截止状态的条件为：发射结反偏或小于死区电压
（2）放大状态：当uI为正值且大于死区电压时，三极管导通。有
uI VBE uI IB Rb Rb
此时，若调节 Rb↓，则 IB↑， IC↑， uCE↓，工作点沿着负载线由 A 点 →B点→C点→D点向上移动。在此期间，三极管工作在放大区，
其特点为IC＝β IB。 三极管工作在放大状态的条件为：发射结正偏，集电结反偏
+VCC RC iC Rb
+ 1
iC VCC/RC IB5 E D C IB4 = IBS
第14章 脉冲的基础知识和反相器
14.1 脉冲基础知识
14.2 晶体管开关特性
数字电路的基本概念
一、模拟信号与数字信号
模拟信号——时间连续数值也连续的信号。如速度、压 力、温度等。 数字信号——在时间上和数值上均是离散的。如电子表 的秒信号，生产线上记录零件个数的记数信号等。 数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流。 V(V)
占空比D：脉冲 宽度与脉冲周期 (a) 之比称为占空比， 即 。 tw
5
0
D
T
(b) 3.6
10 V (V)
20
30
40
50
t (ms)
图中所示为 三个周期相同 （T=20ms），但 幅度、脉冲宽度 及占空比各不相 同的数字信号。
0 10 20 30 40 50 t (ms) (c) 0 10 10 V (V) 20 30 40 50 t (ms)
D K
UR
IS
RL
UR
RL
可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压ui控制的开关。 当外加电压 ui 为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压 的变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程 就是二极管开关的动态特性。
二极管在状态转换时需要一定的时间，即开 关时间。二极管的开关时间主要决定于二极管从 导通到截止的时间，即反向恢复时间。测试表明， 一般二极管的反向恢复时间在纳秒（ns）数量级 （1ns=109s）。例如，2CK系列硅开关二极管的 开关时间为5ns，2AK系列锗开关二极管的开关时 间是150ns。
5 t(ms)
0
10
20
30 40
50
二、正逻辑与负逻辑
数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电 平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。 有两种逻辑体制： 正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。 负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。
下图为采用正逻辑体制所表的示逻辑信号：
微分电路的作用：是一种能够将输入矩形脉冲变 换为正、负尖脉冲的波形变换电路。 构成微风电路的条件：（1）电路应满足时间常 数 远小于输入矩形脉冲宽度tw的条件，即 =RC ＜＜tw。 （2）波形从电阻两端输出 的取值：微分电路是利用电容的快速充、放 电将矩形脉冲变为正、负尖脉冲的，因此必 须满足 «tw的条件。但 的取值也不能过小， 分析表明 的取值一般要求为 tw tw ≤≤