12-2_二极管门电路

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习题2-1在题图2-1所示二极管门电路中

习题二【习题2-1】在题图2-1所示二极管门电路中，设二极管导通压降V D =+0.7V ，内阻r D <10Ω。

设输入信号的V IH = +5V ，V IL = 0V ，则它的输出信号V OH 和V OL 各等于几伏？题图2-1【习题2-2】题图2-2所示电路中，D 1、D 2为硅二极管，导通压降为0.7V 。

（１）B 端接地，A 接5V 时，V O 等于多少伏？（２）B 端接10V ，A 接5V 时，V O 等于多少伏？（３）B 端悬空，A 接5V ，测B 和V O 端电压，各应等于多少伏？（４）A 接10k 电阻，B 悬空，测B 和V O 端电压，各应为多少伏？图2-2【习题2-3】上题电路中，若在A 、B 端加如题图2-3所示波形，试画出V O 端对应的波形，并标明相应的电平值。

题图2-3【习题2-4】L 0，L 1，L 2，L 3的逻辑表达式。

0 1 2 3 v O v 2vA V =+10V V O AB 5V 5V 0V 0V题图2-4 二极管逻辑电路【习题2-5】三极管T 接成的典型反相器电路如图2-13所示。

试从PN 结的偏置、三极管各电极电压、电流的大小（或关系）来描述三极管T 放大、截止和饱和【习题2-6】判断如题图2-6(a) 、(b) 、(c)所示电路的工作状态。

其中(1) R C =1k ，R B =50k ，β=100；（2）R C =1k ，R B =750k ，β=100。

(a) (b) (c)题图2-6【习题2-7】判断题图2-7所示电路中MOS 管的工作状态。

其中 R D =10k ，R G =10k 。

设MOS 管子的开启电压V TN =︱-V TP ︴=2V 。

(a) (b) (c)题图2-7【习题2-8】TTL3000系列芯片的部分输入级电路如题图2-8(a) 、(b)所示。

（１）分别说明图(a) 、(b)中二极管D 1、D 2的作用。

（２）电路的输入短路电流I IS 各为多少？（３）若已知电路的V OFF =0.8V ，求电路相应的关门电阻R OFF 值。

二极管的结构及符号

二极管的结构及符号二极管（Diode）是一种最简单的半导体器件，它由P型半导体和N型半导体组成。

其结构一般可以分为结型二极管和功率二极管两种。

结型二极管的结构是P型半导体和N型半导体直接连接而成。

在过渡层，即P区和N区共同形成一个p-n结。

P区和N区之间为过渡层（即p-n结）。

该结构常用于一般用途的低功率电子元件中。

结型二极管的符号如下：P N──►┼─►┼─►┼─►┼─►Anode CathodeP型半导体被称为阳极（Anode），N型半导体被称为阴极（Cathode），箭头的方向表示电流的流向，即从阳极到阴极流动。

结型二极管可以理解为一种电流方向只允许单向流动的电阀，它只能在阳极到阴极方向上导通，当反向电压加到二极管上时，它将处于截止状态。

功率二极管是一种结构相对较为复杂的二极管，其主要特点是具有高压、大电流、高频率的特点。

功率二极管的结构是在结型二极管的基础上加入了内部层接触电极，使得正向电流能够更加容易地流动。

功率二极管的符号如下：│──────────────┼───►┼───►┼────┼│ C K其中，C和K分别代表控制端（Control）和阴极端（Cathode）。

与结型二极管不同的是，功率二极管在符号上加入了附加的箭头表示控制电流的方向。

功率二极管可广泛应用于电源、开关电路等高功率领域。

除了上述两种常见的二极管结构外，还有许多其他类型的特殊结构的二极管，以满足不同领域应用的需求。

例如，肖特基二极管由金属和半导体部分组成，具有高电压、大电流的特点，适用于高频电路的检波和混频电路等。

锗二极管是早期使用的一种材料，但由于其耐压能力和稳定性较差，现已被硅二极管所取代。

总结一下，二极管是一种由P型半导体和N型半导体组成的半导体器件。

结型二极管和功率二极管是两种常见的结构，其符号中P和N分别代表P型和N型半导体，通过箭头的方向指示电流的流动方向。

二极管在电子领域具有广泛的应用，不同类型的二极管可用于不同的场合，满足不同的需求。

第一章数字逻辑基础思考题与习题

第一章数字逻辑基础思考题与习题题1-1将下列二进制数转换为等值的十六进制数和等值的十进制数。

⑴（10010111）2 ⑵（1101101）2⑶（0.01011111）2⑷（11.001）2题1-2将下列十六进制数转换为等值的二进制数和等值的十进制数。

⑴（8C ）16 ⑵（3D.BE ）16⑶（8F.FF ）16⑷（10.00）16题1-3将下列十进制数转换为等值的二进制数和等值的十六进制数。

要求二进制数保留小数点以后4位有效数字。

⑴（17）10⑵（127）10⑶（0.39）10 ⑷（25.7）10题1-4将十进制数3692转换成二进制数码及8421BCD 码。

题1-5利用真值表证明下列等式。

⑴))((B A B A B A B A ++=+ ⑵AC AB C AB C B A ABC +=++⑶A C C B B A A C C B B A ++=++ ⑷E CD A E D C CD A C B A A ++=++++)( 题1-6列出下列逻辑函数式的真值表。

⑴ C B A C B A C B A Y ++=⑵Q MNP Q P MN Q P MN PQ N M Q NP M PQ N M Y +++++=题1-7在下列各个逻辑函数表达式中，变量A 、B 、C 为哪几种取值时，函数值为1？⑴AC BC AB Y ++= ⑵C A C B B A Y ++=⑶))((C B A C B A Y ++++= ⑷C B A BC A C B A ABC Y +++=题1-8用逻辑代数的基本公式和常用公式将下列逻辑函数化为最简与或形式。

⑴ B A B B A Y ++=⑵C B A C B A Y +++=⑶B A BC A Y += ⑷D C A ABD CD B A Y ++= ⑸))((B A BC AD CD A B A Y +++= ⑹)()(CE AD B BC B A D C AC Y ++++= ⑺CD D AC ABC C A Y +++=⑻))()((C B A C B A C B A Y ++++++= 题1-9画出下列各函数的逻辑图。

12二极管的特性及主要参数

1 .2 二极管的特性及主要参数教学要求了解二极管的结构；掌握二极管的伏安特性；熟悉二极管的主要参数。

一、半导体二极管的结构和类型构成：PN 结+ 引线+ 管壳= 二极管(Diode)符号：阳极（正极）阴极（负极）分类：1.根据材料硅二极管、锗二极管2.根据结构点接触型、面接触型、平面型二极管的结构和符号（a）结构示意图（b）电路符号（c）点接触型（d）面接触型（e）平面型二极管常见外型图：二、二极管的伏安特性二极管由一个PN结构成，具有单向导电性。

二极管电流ID 随外加于二极管两端的电压uD的变化规律，称为二极管的伏安特性曲线。

1.PN 结的伏安方程曼常数，q为电子电量，当T = 300(27 C)时，UT= 26 mV。

2.二极管的伏安特性二极管由一个PN结构成，具有单向导电性。

当外加正向电压小于Uth时，外电场不足以克服PN结的内电场对多子扩散运动造成的阻力，正向电流几乎为零，二极管呈现为一个大电阻，好像有一个门坎，因此将电压Uth 称为门槛电压(又称死区电压)。

在室温下硅管Uth≈0.5V，锗管Uth≈0.1V。

当外加正向电压大于Uth后，PN结的内电场大为削弱，二极管的电流随外加电压增加而显著增大，电流与外加电压呈指数关系，实际电路中二极管导通时的正向压降硅管约为0.6～0.8V，锗管约为0.1～0.3V，因此工程上定义这一电压为导通电压，用UD(ｏn)表示，认为u D＞ＵD(ｏn)时，二极管导通，i D有明显的数值，而u D＜U D(ｏn)时，i D很小，二极管截止，工程上，一般取硅管UD(ｏn)=0.7V，锗管UD(ｏn)=0.2V。

二极管电流i D随外加于二极管两端的电压u D的作用而变化的规律，称为二极管的伏安特性曲线。

二极管两端加上反向电压时，反向饱和电流IS 很小（室温下，小功率硅管的反向饱和电流IS小于0.1μA，锗管为几十微安。

）.当加于二极管两端的反向电压增大到U(BR) 时，二极管的PN结被击穿，此时反向电流随反向电压的增大而急剧增大，U(BR) 称为反向击穿电压。

丝印12 的二极管 -回复

丝印12 的二极管-回复[丝印12 的二极管]是什么？丝印12的二极管是一个电子元件，用于控制电流流动方向的装置。

它是一种半导体材料制成的，通常由硅(Si)或锗(Ge)等材料构成。

二极管有两个引脚，一个是阳极(或称为正极或P极)，另一个是阴极(或称为负极或N极)。

通过控制二极管的正向或反向电压，可以实现电流在不同的方向上的流动。

二极管的原理和构造如何？二极管的原理基于PN结的特性。

PN结是由一个P型半导体和一个N型半导体组成的。

P型半导体的特点是具有空穴（正电荷载体），而N 型半导体的特点是具有自由电子（负电荷载体）。

当将P型半导体和N型半导体连接在一起时，形成了一个PN结，其中P型区域为正极，N型区域为负极。

当二极管处于正向偏置时，即正极连接到P型区域，负极连接到N型区域，电流可以流过二极管。

这是因为在P型区域中，由于空穴的过剩，形成了电子的缺乏。

同时，在N型区域中，由于自由电子的过剩，形成了空穴的缺乏。

因此，在PN结的交界处会有一个电子流动的通道，电流可以顺利通过。

然而，当二极管处于反向偏置时，即正极连接到N型区域，负极连接到P型区域时，电流无法通过二极管。

这是因为在P型区域中，电子的过剩会吸引N型区域的自由电子，形成电子云，在PN结的交界处形成电势垒。

这个电势垒会阻碍电流的流动，使得反向电流非常微弱或几乎没有。

丝印12的二极管的特性和用途是什么？丝印12的二极管是一种常见的标准二极管。

其特性是反向击穿电压较高，正向导通电流较大。

这使得丝印12二极管在电子电路中有广泛的应用。

以下是一些可能的用途：1. 整流器：二极管可以将交流电转换为直流电。

丝印12的二极管可用于整流电路中，将交流电信号转换为直流电。

2. 保护电路：由于二极管具有阻止电流流向反向方向的特性，可以用于保护电路，防止电压过高或过低对电子器件的损坏。

3. 光电器件：丝印12的二极管在一定的条件下可以实现光电转换。

当光照射到二极管上时，可以产生电流信号。

电子技术(数字部分)第二版课后习题参考答案

& 1
& 1
& 1
& Y
B
C
1.12 用代数法化简下列各式
（1）AB BC A(
)
（2）(A B AB
（3）ABC B C( ) （5）AB AB AB AB
)
4 ABABCABAB (
)
（6）(A B
) (A B) (AB AB)()
7
（7）B ABC AC AB BC
（8）ABC ABC ABC A
8
(
1)
() (1 C B
ABCD ABD BC D ABD DC BC BD ABD C BC BD ()
ABD ABC BC BD BD DA BC CA BD BA BC BA ()
AB BC BD
（10） AC ABC BC ABC AC ABC BC ABC (A C A B C BC ABC AB AC CA CB C BC ABC)(
2-4 ) ：
（l）43 (2)127 （3 ) 254.25 (4 ) 2.718
解：（1）
2 43 1 2 21 1 2 10 0
25 1 22 0 21 1
0
43=(101011)B (101 011)B=(53)O (0010 1011)B=(2B)H
（2）
2 127 1 2 63 1 2 31 1 2 15 1
10
通止止通通止止通通止 0
11
通止通止通止通止止通 1
同或 L AB AB A B
2.4 试分析图题 2.4 所示的 CMOS 电路，说明它们的逻辑功能。
解：
EN 1 EN 0 L 高阻 L A ( )a
EN=1，TN2、TP2 截止，电路不工作，L=高阻；EN=0，TN2、TP2 导通，TN1、TP1 为反相

半导体二极管及其基本应用电路(12)

2021/3/6
3
1.1 半导体二极管
1）本征半导体中的两种载流子——电子和空穴
在室温下，本征半导体中少数价电子因受热而获得能量，摆脱原子核的束缚，从共价键中挣脱出来，成为自由电子。与此同时，失去价电子的硅或锗原子在该共价键上留下了一个空位，这个空位称为空穴。由于本征硅或锗每产生一个自由电子必然会有一个空穴出现，即电子与空穴成对出现，称为电子空穴对。
• 1.4.5 激光二极管
• 激光是英文Laser的意译，音译为“镭射”。激光是由激光器产生的。激光器有固体激光器、气体激光器、半导体激光器等。半导体激光器是所有激光器中效率最高、体积最小的一种，而比较成熟且实用的半导体激光器是砷化镓激光器，即激光二极管。
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27
• 图1-3-10为倍压整流电路，该电路是用n个整流二极管和n 个电容组成n倍压整流电路。从图1-3-10中a、c两端取出电压为nU2 ，其中n为偶数；而从b、d两端取出电压为nU2 ，其中n为奇数。可以根据需要选择输出电压。在电路中，除了电容C1承受电压为U2外，其他电容上承受的电压均为 2U2，每个整流管的反向电压为2U2。该电路虽可得到较高的直流输出电压，但它的输出特性很差，所以只适用于负载电流很小，且负载基本上不变的场合。
• 二极管的主要特性是单向导电。二极管的特性可用伏安特性曲线来描述。
• 1．二极管的伏安特性曲线 • 二极管的种类虽然很多，但它们都具有相似的伏安特性。所谓二极管
伏安特性曲线就是流过二极管的电流Ｉ与加在二极管两端电压U之间的
关系曲线。图1-1-13 所示为硅和锗二极管伏安特性曲线，
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第 1章
半导体二极管及其基本应用电路

第3章门电路

Digital Electronics Technolo20g2y0/12/29
3.3 CMOS门电路
6. CMOS电路的优点
（1）微功耗。 CMOS电路静态电流很小，约为纳安数量级。
（2）抗干扰能力很强。输入噪声容限可达到VDD/2。
（3）电源电压范围宽。多数CMOS电路可在3～18V的电源电压范围内正常
Digital Electronics Technolo20g2y0/12/29
3.2 半导体二极管门电路
2. 二极管与门
3. 二极管或门
A Y
B
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3.3 CMOS门电路
MOS门电路：以MOS管作为开关元件构成的门电路。 MOS门电路，尤其是CMOS门电路具有制造工艺简单、集成度高、抗干扰能力强、功耗低、价格便宜等优点，得到了十分迅速的发展。
3.3 CMOS门电路
➢ 功耗 ❖ 静态功耗: 逻辑电路输出状态不发生变化时的功耗。
大多数CMOS电路具有很低的静态功耗，所以在很多低功耗的场合采用CMOS集成电路。
❖ 动态功耗: 逻辑电路输出状态发生变化时的功耗，其值比静态功耗大得多。
PCCLVD 2D f
PTCPD VD 2 D f PDPCPT
buses.
RP IOLmax
VP
ILL Z=VOLmax RL
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3.3 CMOS门电路
❖ 施密特触发器
VOUT
5.0
VT-
VT+
2.1 2.9 5.0 VIN
Voltage of hysteresis =VT+-VT-

二极管例题及图解分析法

uO/ V 0.7
0.7
O
t
小结
理想二极管：
正偏导通电压降为零相当开关合上反偏截止电流为零相当开关断开
恒压降模型：
正偏电压 UD(on)时导通等效为恒压源UD(on) 否则截止，相当于二极管支路断开
例1 试求电路中电流 I1、I2、IO和输出电压UO的值。
解：假设二极管断开 P N UP = 15V R R 3 I2 1kW L U 12 9 (V) 15V N UO 1 3 3k W VDD1 VDD2 12V UP > UN 二极管导通等效为0.7 V 的恒压源 UO= VDD1 UD(on)= 15 0.7 = 14.3 (V) IO= UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8 (mA)
O
t uO/ V t
ui
uO
15
O
Hale Waihona Puke uiS1 A S2
uO
例3 ui = 2 sin t (V), 分析二极管的限幅作用。
R
ui 较小，宜采用恒压降模型
V2
ui
V1 ui / V 2
O
uO -0.7<ui < 0.7V V1、V2均截止 uO＝ ui ui 0.7V V2导通V１截止 uO＝ 0.7V ui < 0.7V t V1导通V2截止 uO＝ 0.7V
I2 = (UO VDD2) / R = (14.3 12) / 1 = 2.3 (mA) I1= IO + I2= 4.8 + 2.3 = 7.1 (mA)
I1
IO
例2 画出硅二极管构成的桥式整流电路在 ui =15 sint (V)作用下输出 uO的波形。 (按理想模型)

二极管电路逻辑表达式

二极管电路逻辑表达式
二极管电路的逻辑表达式可以表示为以下几种基本逻辑门：
1. 与门（AND Gate）：当且仅当所有输入信号都为高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。

其逻辑表达式为：Y = A·B。

2. 或门（OR Gate）：当任意一个输入信号为高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。

其逻辑表达式为：Y = A + B。

3. 非门（NOT Gate）：输入信号为高电平时，输出为低电平；输入信号为低电平时，输出为高电平。

其逻辑表达式为：Y = A'。

4. 异或门（XOR Gate）：当且仅当输入信号中有奇数个高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。

其逻辑表达式为：Y = A ⊕B。

需要注意的是，二极管电路主要用于实现逻辑门的物理实现，而逻辑表达式更多地用于描述逻辑功能。

在实际电路设计中，还会涉及到布尔代数和Karnaugh图等方法来化简和优化逻辑表达式。

数字电路与逻辑设计答案邹红

（4）同（2）
（5）F A B CD ADB AD AB(C D) A BCD ( AD B) AD ( A B)(C D) A BCD AD B AD AC AD BC BD ( A AD AC) (BCD B BC BD) AD A B AD ( A AD) B ADB
（1）（ 378.25 ）10＝（ 101111010.0100 ）2＝（ 572.2 ）8＝（ 17A.4 ）16
（2）（ 194.5 ）10＝（ 11000010.1000 ）2＝（ 302.4 ）8＝（ C2.8 ）16
2 194 2 97 2 48 2 24 2 12 26 23 21 0
1-2 将下列十进制数转换成等值的二进制数、八进制数和十六进制数。要求
二进制数保留小数点后 4 位有效数字。
（1）（ 378.25 ）10；
（2）（ 194.5 ）10；
（3）（ 56.7 ）10；
（4）（27.6） 10；
解法 1：先将十进制数转换成二进制数，再用进制为 2k数之间的特点可以直
接将二进制数转换为等值的八进制数和十六进制数。
码
（9）10→（0111001）ASCII→（57）10→（01110100）格雷 BCD→（11001111）余
3BCD 码
1-8 试总结并说出：
（1）已知真值表写逻辑函数式的方法；
（2）已知逻辑函数式列真值表的方法；
（3）已知逻辑图写逻辑函数式的方法；
（4）已知逻辑函数式画逻辑图的方法；
（5）已知逻辑函数式画波形的方法；
（2）（பைடு நூலகம்6.7）10 ＝（？）8421BCD 码＝（？）余 3 BCD 码；
（3）（1000 0101）8421BCD 码＝（？）格雷 BCD 码；

数字逻辑实验门电路组合逻辑设计

VCC
&
：
&
GND
1 23 45 6 7
图1-1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列
1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能为：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。
逻辑表达式为： Y=ABCD
2.与非门的逻辑功能测试 1）逻辑电路及74LS20芯片逻辑功能测试的连接方法如图1-3所示。
一、实验目的
1、掌握中规模集成芯片数据选择器和译码器的逻辑功能和使用方法
2、熟悉组合功能器件的应用
二、实验原理
1、数据选择器数据选择器又叫多路选择器或多路开关，它是多输入，单输
出的组合逻辑电路。由地址码控制器多个数据通道。实现单个通道数据输出，还可以实现数据传输与并串转换等多种功能。它基本是由三部分组成：数据选择控制（或称地址输入）、数据输入电路和数据输出电路，它的种类多样有原码形式输出、反码形式输出，现以74LS153为例进行应用设计。
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 01111111 10111111 11011111 11101111 11110111 11111011 11111101 11111110 11111111 11111111
SY70
VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
YS1357026432
E
1
0
A B F1 F2
F2 = ABE = ABE
南北东西 3、电路图：
╳╳ 0 0 A 0010
B
&
&&
& F1
0 0 1 0 1 E

二极管物理符号

二极管物理符号
摘要：
1.二极管的物理符号定义
2.二极管的种类及特点
3.二极管在电子设备中的应用
正文：
二极管是一种最基本的电子元件之一，用于将电流限制在一个方向上流动。

它的物理符号通常表示为一个带有两条箭头的直线，箭头指向电流的流动方向。

二极管有多种类型，其中最常见的是半导体二极管。

半导体二极管由p 型半导体和n 型半导体组成，这两种半导体相互接触形成一个p-n 结。

当电流从p 型半导体流向n 型半导体时，二极管处于导通状态，而当电流从n 型半导体流向p 型半导体时，二极管处于截止状态。

二极管在电子设备中有着广泛的应用，例如在放大器、整流器、稳压器等电路中。

二极管还可以用于控制电流和电压，例如在计算机中的逻辑门和触发器中。

此外，二极管还可以用于太阳能电池、LED 灯和激光器等设备中。

二极管的物理符号是表示二极管基本特性的重要符号，它能够指导我们如何使用二极管，以及二极管在电路中的行为。