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
电子技术基础与技能张金华主编
宽度 。它的输出脉冲脉宽度可根据触发脉冲的输入情况的不同而改变。 可重复触发的集成单稳态触发器的图形符号和工作波形。所图所示。
10.1.3 单稳态触发器
二、可重复触发的集成单稳态触发器
1. 引脚排列及逻辑符号 ，TTL集成可重复触发器的单稳态触发器 74LS123的引脚排列和逻辑符号，如图所示。
时，输出端为高
电平。随着 uI 的增加，当
uI
2 3
VCC
时，电
路翻转，输出端为低电平。uI 继续增加，电
路保持原状态。随着
uI
的减少，当 uI
源自文库
2 3
VCC
时，电路状态又翻转，输出高电平。
10.1.1 脉冲的基本概念
一、脉冲的概念 脉冲是指一种瞬间突变、持续时间极 短的电压或电流信号。它可以是周期性变 化的，也可以是非周期性的或单次的。 如图所示电路是一个简单的矩形脉冲 波信号发生器，反复接通和断开开关S，在
电阻 R2 上得到的输出电压 uO ， 就是一串矩
形脉冲波。波形如图所示。
二、构成单稳态触发器
3. 输出脉冲宽度 t W
电容C充电形成的暂态时间为 t 1.1RC W
10.2.2 555时基电路的应用
三、构成施密特触发器 1．电路组成 如图所示是555时基电路组成的一个施密特触发器。
脉冲电路调制-PPT
当nRC1<<1时,可得
Uo≈nRC1Um 即Uo与计数率n成正比。为了使电容C在每 次脉冲充电时电压不发生显著变化,电容C 应当远大于C1。这个公式也适用于随机出 现得脉冲,这时,n表示平均计数率。
此电路中,由于Uo与n成正比得线性范围 受到条件nRC1<<1得限制,则Uo<<Um,输出电 压较小,因此电路必须改进。
Uo为高电平得持续时间由电容放电得时间常数 (R1+RB)C决定。电容放电完毕后,三极管开始导通, 并立即重新进入饱与状态,Uo回到零电平。
输出得延时脉冲宽度可以这样估算:电容放电 开始时,电阻R1与R2上得电压为Ec+Um,放电结束时 为Ec,所以脉冲宽度T为:
第三节 脉冲发生器
能产生脉冲信号得电路称为脉冲发生器。 这种电路就是由正反馈放大器构成得,其特点 就是,电路工作过程分两个阶段:一就是“紧张” 阶段,即形成正反馈得连锁反应,使状态产生急 速变化得阶段;二就是“松弛”阶段,即一管进 入截止,另一管进入饱与后,电路状态变化缓慢, 甚至稳定不变得阶段。电路在一定条件下,通 过一张一弛,使状态来回转换,形成振荡。所以 这类电路也称为张弛振荡电路。
五、 削波、限幅与钳位
1、 削波电路
在心电波微分以后, 我们只需正脉冲不需要负 脉冲,这就要通过一定得 电路将不需要得负脉冲削 去,这就就是削波电路。
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。
+VCC RC iC Rb
+ 1
iC VCC/RC ICS
+
IB5 E D C IB4 = IBS IB3 IB2 B A 0.7V VCC IB1 IB=0
b
c
VT
uI
-
iB e
u CE
-
uCE
饱和状态： 不变， （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 临界饱和状态， 表示， 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 表示， 电流用IBS表示，有: I V VCC - 0.7V VCC I BS = CS = CC I CS = ≈ β βRC RC RC 会继续增加， 不会再增加，三极管进入饱和状态。 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。 其典型值为： 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： 三极管工作在饱和状态的电流条件为：IB＞ 电压条件为： 电压条件为：集电结和发射结均正偏
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。
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
第14章脉冲的基础知识和反相器
发射结正偏 集电结正偏
IC 0
IC IB
ICIC SV CC /R C
UCEVCC U CE VCC ICRC U CE U CES0.3V
c b
e
IB b
IC S c
β
0.7V e
很大 相当开关断开
可变
很小 相当开关闭合
为了克服对脉冲分压器输 出波形的影响，常在两端并 联，要使输出电压不失真， 必须使＝
脉冲分压器
补偿电容对输出脉 冲波形的影响
晶体管开关特性
晶体二极管的开关特性及其应用
. 二极管的开关特性 ()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。
V
K
UF
IF
RL
UF
IF
RL
()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。
c3 +
T
C
2 u CE
e-
0.7V
I B5 IB4 = IBS I B3
I B2
B
I B1
A IB=0 VCC
uCE
三种工作状态比较
工作状态 条件
偏值情况 工
集电极电 流
作 管压降
特 近似的等 效电路
点 、间等效 电阻
截止
IB 0
放大
第8章 脉冲电路
第8章 脉冲电路
在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。
本章以中规模集成电路555定时器为典型电路，主要讨论555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的典型应用。
8.1 概述
1.矩形脉冲的基本特性
非正弦波都可称为脉冲波，如矩形波、三角波、锯齿波、阶梯波、梯形波等。 CP 信号是矩形波，用来协调整个系统工作，波形质量对系统有直接影响。
描述矩形波的主要参数有
①脉冲幅度U m ：脉冲电压的最大幅度。
②脉冲宽度t w ：脉冲前沿的0.5U m 到脉冲后沿的0.5U m 所对应的一段时间。 ③上升时间t r ：脉冲前沿从0.1U m 上升到0.9U m 所需要的时间。 ④下降时间t f ：脉冲后沿从0.9U m 下降到0.1U m 所需要的时间。 ⑤脉冲周期T ：在周期性脉冲而言，两个相邻的间隔时间。 ⑥脉冲频率f ：单位时间内重复脉冲的次数。（f = 1∕T ） ⑦占空比D ：脉冲宽度t w 与脉冲周期T 之比。（0～100%）
2. 获得脉冲的方法
1）
自激振荡电路直接产生矩形脉冲。 由多谐振荡器来实现
2） 将已有波形（正弦波、锯齿波等）整形为矩形脉冲。 由施密特触发器和单稳态触发器来实现
555 定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单
0.9U 0.1U 0.5U
实用的器件。
8.2 集成555定时器
脉冲类型
当电容充电结束后，输出电压将由R1和R2分压 决定，即： 当Cj选择合适时，输出波形的起始值Uo等于终 止值U’o，即：
此电路称为RC分压电 路，亦称脉冲分压电路。在 电路中，只要Cj取值合适， 保证RC分压比例成立，就 是两段电路的时间常数相同， 即R1Cj=R2Co，Cj加快输出 电压的改变，就可以改善输 出波形。但由于Co实际是很 难预测的，必须通过实验测 试来确定Cj的最佳值。若Cj 太小，加速作用不足，输出 波形的边沿仍不好；若Cj过 大，加速作用过强，压倒了 Co的延缓作用，输出波形出 现超过稳态值的尖顶过冲， 如图所示。
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 脉冲电路的基本知识 晶体管反相器 脉冲发生器 脉冲的整形与鉴别 脉冲的调制与解调
第一节 脉冲电路的基本知识
一. 脉冲的主要参数
脉冲幅度
脉冲宽度
脉冲上升时间
脉冲下降时间
脉冲周期、脉冲频率
上图是几种脉冲的波形：尖形脉冲、梯形脉 冲、实际尖脉冲和矩形脉冲。 神经放电脉冲和核医学中的γ 射线转换的脉 冲都接近尖脉冲，前者的宽度为数十毫秒，后者 的宽度不到1微秒，而且都是前沿比后沿陡峭得 多。
第七章 脉冲电路
脉冲就是在极短时间内出现的电压或电 流的变化。它可以是周期性地重复出现，也 可以不定期地出现。 脉冲可分为两大类：一类是视频脉冲， 或是先单调地上升，然后单调地下降，称为 正脉冲，或是先下降，后上升称为负脉冲； 另一类是射频脉冲，在极短时间内出现的高 频振荡。这两类脉冲在医学仪器中都有广泛 的应用。
第十四章脉冲波形的产生和变换
表14-2 555定时电路功能表
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图14-24 555定时器构成的多谐振荡 器及其工作波形
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图12-25 555构成的单稳态触发器电 路及工作波形
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图14-26 555定时器构成的施密特触 发器及其工作波形
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图14-27 电路的回滞特性
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施密特触发器、多谐振荡器等等。由于它工作可靠、使用方便、 价格低廉，得到了广泛的应用。555电路的逻辑图、外引线功 能图、内部电路如图14-23所示。
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第五节 555时基电路
1.比较电路 比较电路由比较器C1和C2及3个分压电阻R构成。 2. RS触发器 当电路复位端R =0时，触发器复位。当R=1时，触发器输出
特点： ①它是一种电平触发器; ②使电路发生两次翻转的触发电平值不同，即电路有不同的阈
值电压。
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第四节 施密特触发器
一、CMOS门电路组成的施密特触发器 1.电路组成 如图14-16所示的是由两级CMOS反相器构成的施密特触发
器。 其工作波形图如图14-17所示。 2.工作原理 (1)输入电压为0V时，电路如图14-18所示,电路进入第一稳
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第五节 555时基电路
2.构成单稳态触发器 如图14-25所示 工作原理: (1)接通电源，Vcc对C充电,电路进入稳态 (2)若在电路触发输入端加入一个负向触发脉冲后,电路输出高
4、脉冲技术基础知识
它的应用：
在数字系统中，这种电路常用来进行脉冲的延时、整形和分频。 如：把不规则的波形转换成宽度、幅度相同的波形。
工作原理：（如下）
Date: 2013-7-26
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图Z1627为分立元件的集-基耦合单稳态电路，它由两个反相器组成，其中，第一个反相器 到第二个反相器采用直接耦合，第二个反相器到第一个反相器则是阻容耦合。电路结构保 证了在无触发脉冲时，触发器T１处于饱和导通，T2截止的稳定状态。触发负脉冲来到后， 其下降沿经微分电路形成的负尖脉冲通过通过二极管D加到T１基极上，使ub1下降，引起 下列正反馈循环： ub１↓→ib1↓→ic1↓→uRc1↓→uc1↑→ub2↑→ib2↑→ic2↑→ ┓ ↑ uc2↓←uRc2↑←┛ 致使T１迅速截止，T２迅速导通，触发器进入暂稳态。以后，电容C通过T2、EＣ、Rｂ １放电，Vb1随之上升。当Vb1高于晶体三极管门限电压后，又发生下列正反馈循环： ub１↑→ib1↑→ic1↑→uRc1↑→uc1↓→ub2↓→ib2↓→ic2↓→ ┓ ↑ uc2↓←uRc2↓←┛ T１很快导通，T2截止。并且电源EＣ通过RＣ２、 T１向C充电,这个过程结束后，触发器完全恢复 到原来的稳定状态，下一个触发脉冲来到后， 再重复上述过程。
Date: 2013-7-26
Page: 6
1.3、晶体管的开关特性 1、晶体二极管的开关特性
脉冲的基本概念PPT课件
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．Fra Baidu bibliotek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
矩形脉冲波形参数
（1）脉冲幅度 Vm——脉冲电压的最大 变化幅度。
（2）脉冲上升沿 时间 tr——脉冲上升沿 从 0.1 Vm 上升到 0.9 Vm 的时间。
（3）脉冲下降沿时间 tf ——脉冲上升沿从 0.9 Vm 下降 到0.1 Vm 的时间。
（4）脉冲宽度 tw ——脉冲前、后沿 0.5 Vm 处的时间间 隔，说明脉冲持续时间的长短。
vO
VG
R2 R1 R2
（3） t2 时，开关 S 再闭合， R2 又被短接，输出电压 vO = 0 。
重复此过程，则输出电压的波形变化即为一串脉冲波。
14.1 脉冲的基本概念
14.1 脉冲的基本概念
14.1.2 几种常见的脉冲波形
常见的波形有矩形波、锯齿波、钟形波、尖峰波、阶梯 波等。
14.1 脉冲的基本概念
（2）电路的时间常数 应远大于输入的矩形波脉冲宽度tw， 即 tw 。
如何看懂电路图之 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。
第11章脉冲数字电路
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11. 3基本逻辑电路
11. 3. 3“非”门电路(NOT电路)
结果与条件处于相反状态的逻辑关系称为“非”逻辑关系， 能够实现“非”逻辑关系的电路称为“非”门电路 具有“非”逻辑关系的照明电路如图11一13所示，开关与灯 泡并联。当开关断开时，灯泡发亮;当开关接通时，灯泡不亮。灯 泡亮这一结果与开关断开这个条件相反。 由三极管组成的“非”门电路及符号如图11一14所示
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11. 4集成逻辑门电路
11. 4. 1 TTL与非门电路
随着集成电路技术的发展，各种门电路已普遍采用集成电路， 且每个集成块包含多个门电路。实际应用中的TTL(晶体管—晶体 管逻辑电路)与门电路就是在与门电路后加上一个非门集成电路。 它是数字电路中最基本的单元电路，利用TTL集成电路可以构成 各种基本门电路 典型的TTL与非门电路如图11一18所示，它由三部分组成 1.输入级 2.中间级 3.输出级
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11. 1脉冲数字电路的基本概念
1.脉冲幅度甄Um (Im) 脉冲幅度指脉冲信号由静态值到峰值之间的变化量，通常表 示脉冲信号的电压或电流的最大值。若峰值大于静态值，为正脉 冲;若峰值小于静态值，为负脉冲。 2.脉冲上升时间tr 脉冲上升时间又叫脉冲前沿，指脉冲信号从0. 1 Um,上升到0. 9 Um所用的时间 3.脉冲下降时间tf 脉冲下降时间又叫脉冲后沿，指脉冲信号从0. 9 Um,下降到0. 1 Um所用的时间
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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
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。
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。
逻辑1 逻辑1
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)
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
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)
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
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
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 ≤≤
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：
ICS
+
b
c3
T 2
IB3
IB2
uI
£-
iB
u CE
B
A 0.7V VCC
e
-
IB1 IB=0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱuCE
（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
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
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