第二章门电路案例
第2章逻辑门电路[可修改版ppt]
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在数字电路中，逻辑输入信号通常使三极管工作在 截止或饱和状态，称为开关状态。
截止条件iB：0
饱和条件iB： IBS
=
ICS
VCC
Rc
Rb iB CiC
vI
vBE
vCE
ICS=VCCR cVCESVRCcC
表2.2.1 NPN三极管的工作状态及特点
工作状态
截止
条件 PN 结偏置
i 0 B
发射结反偏 集电结反偏
ton 。
存储电荷：
LN o LP
x—距离
图 2.1.3 PN结的存储电荷
•距PN结越远，电荷浓度越低；
•正向电流越大，电荷的浓度梯度越大，存储电荷越多。
PN结截止过程： •在反向电压的作用下，N区的空穴存储电荷被电场赶回到P 区，P区的电子存储电荷被电场赶回到N区，形成反向电流， 驱散存储电荷。驱散存储电荷的时间就是存储时间ts 。 •在存储电荷驱散后，PN结的空间电荷区变宽，逐渐恢复到 PN结通过反向饱和电流IS，这段时间就是渡越时间tt。
VIL O
ICS iC
t
2)上升时间tr：从0.1ICS上升至
0.9ICS
0.9ICS所需的时间；
0.1ICS
t
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O
3)存储时间ts：从负跳变开始到从ICS 下降至0.9ICS所需的时间；
tr
tf
td
ts
4）下降时间tf：从0.9ICS下降至0.1ICS所需的时间；
5）开通时间ton：从截止转换到饱和所需的时间，ton=td+tr；
提高开关速度的方法是：开通时加大基极驱动电流，关断 时快速泄放存储电荷。
2.2 TTL门电路
第二章_门电路
第二章 门电路三、高低电平获取方法开 关5V V H1+5V0V V L 02.1 概述第二章门电路2.3 分立元件门电路一、二极管与门V A V B V Y0V0V0V3V3V0V3V3VA B Y0000101001110.7V0.7V0.7V3.7V2.3 分立元件门电路第二章门电路二、二极管或门V A V B V Y0V0V0V3V3V0V3V3VA B Y0000111011110V2.3V2.3V2.3V2.3 分立元件门电路第二章门电路三、三极管非门V i Vo0V V CCV CC0.2VA Y01102.3 分立元件门电路第二章门电路1）结构TTL反相器由三部分构成：输入级、中间级和输出级。
1、TTL反相器的结构和原理一、TTL逻辑门2.4 TTL集成门电路第二章 门电路A 为高电平时(3.4V)，V B1≈2.1V ，T 1倒置，VB2≈1.4V ，T 2和T 5饱和，T 4和D 2截止，Y 为低电平。
2）原理A 为低电平时(0.2V) ，T 1饱和，V B1≈0.9V ，V B2≈0.2V ，T 2和T 5截止，T4和D2导通，Y 为高电平；2.4 TTL 集成门电路第二章 门电路分为四个区段：AB 段：Vi ＜0.6伏，截止区；BC 段：0.6伏＜Vi ＜1.3伏，线性区；CD 段：Vi ≈1.4伏，转折区；DE 段：Vi ＞1.4伏，饱和区。
输出高电平：V OH =3.4V 输出低电平：V OL =0.2V 阈值电压：V TH =1.4VV THVi (V)2.4 TTL 集成门电路2.4 TTL 集成门电路（略）一、TTL 与非门的基本结构及工作原理1．TTL 与非门的基本结构B A C+V RP CC （+5V ）P PP N N NN+V 13（+5V ）CC A B CT b1R 12.4 TTL 集成门电路第二章 门电路 2.4 TTL 集成门电路第二章 门电路CB A L ⋅⋅=该发射结导通，V B 1=0.9V 。
第2章基本门电路课件
电平关系
正逻辑 F=AB
负逻辑 F=A+B
ABF LLL LHL HLL HHH
ABF 000 010 100 111
ABF 111 101 011 000
第2章 门电路
2.2 半导体器件的开关特性
❖在数字逻辑电路中，获得高、低电 平的方法如右图所示。ui用来控制开 关S的接通与断开。当S接通时，输出 为低电平；当S断开时，输出为高电 平。在数字电路中，这个开关通常是 由二极管、三极管和场效应管等电子 元件来实现的，称为电子开关。
第2章 门电路
2.2.1 二极管的开关特性
3．二极管的开关电路和开关特性 ❖ 下图是二极管的开关电路，用ui的高、低电平控制二极
管的开关状态。当ui为高电平时，uo为高电平；当ui为 低电平时，uo为低电平。
第2章 门电路
2.2.1 二极管的开关特性
3．二极管的开关电路和开关特性 ❖主要表现在正向导通与反向截止两种状态转换过程中所 具有的特性：
A
F
0
1
1
0
第2章 门电路
2.3.2 复合门
2. 二极管的伏安特性 ❖ 二极管具有单向导电性，加正向电压导通，加反向电压 截止，可作为开关元件使用。下图是二极管的伏安特性 。
第2章 门电路
2.2.1 二极管的开关特性
2. 二极管的伏安特性
❖ 二极管的正向特性存在一个死区电压：硅管约0.5V，锗 管约0.2V。当正向电压小于死区电压时，外电场不足以克 服PN结的内电场，这时的正向电流几乎为零，二极管相当 于断开；当正向电压大于死区电压时，内电场被大大削弱， 电流随电压的增加而快速增加。正向电流在一定的范围时， 硅管的压降可视为0.7V，锗管的压降可视为0.3V，如同开 关闭合一样。有时为考虑问题方便，忽略二极管的正向压 降，将它视为理想二极管。
数字电路---第二章门电路ppt课件
第二章 门电路
分立元件门电路
TTL门电路
MOS门电路
TTL门电路与CMOS门电路
2.1 概述
门电路——实现根本逻辑关系的电子电路
主要构成 双极性逻辑门电路
DTL——二极管、三极管逻辑门电 路
TTL——晶体管、晶体管逻辑门电 路
ECL——发射极耦合逻辑门电路
HTL——高阈值逻辑门电路
前往
TTL反相器的任务原理
TTL反相器的任务原理
当输入为低电平Vi= ViL，T1导通、T2截止、T5截止，输出 通路由T3、T4构成，
VO = VCC – iB3 R2 -VBE3 –V BE4 ≈5-0.7-
0.7V=3.6V
当输入为高电平Vi= 和形状，那么： VO
V=iHVO时L，=T1V倒CE置S5、≈T02.导2V通、T5为深前度往饱
TTL反相器的传输特性
电压传输特性
阈值电压：VT= 1.4V
输入低电平的最大值VIL(MAX)≈ 0.8V (又称关门电 压VOFF )
输入高电平的最小值VIH(MIN) 压VON )
≈
1.8V
(又称开前门往电
TTL反相器的输入伏安特性
输入伏安特性
当Vi= 0V时，有电流流出门，且最大 Ii= IIS〔输入 短路电流〕
前往
其他TTL门电路
TTL门电路
集成TTL门电路有：与门、或门、非门、与非 门、或非门、
与或非门、异或门、同或门
TTL与非门
TTL或非门
TTL与或非门
TTL异或门
逻辑符号、逻辑功能、电气特性
逻辑符号、逻辑功能——与前引见同
电气特性——参考TTL反相器
常用的TTL集成门电路器件
数字电子技术_第二章逻辑门电路详解演示文稿
3.4V 导通
4.1v
?
2 .1V
3、真值表和逻辑符号
ห้องสมุดไป่ตู้导通
A 0 1
导通
Y 1 0
+VCC
T4 T2
Y T5
倒相级 输出级
T4 T5 VY
导通 截止 3.4v 截止 导通 0.2v
A1
Y
23
第23页，共58页。
电路构成：
输入级由T1、R1和D1组 成。
倒相级由T2和R2、R3组 成。T2管作倒相运用，集电 极和发射极同时输出相位相 反的信号，驱动T4、T5三极 管。
能“打开”或者“封锁”门电路的信号叫“控制信号”。 控制信号的输入端叫“控制端”，或“使能端”。
与门、与非门可用“0”封锁，用“1”打开；
或门、或非门可用“1”封锁，用“0”打开；
15
第15页，共58页。
§2-4 TTL门电路
TTL的历史
TTL反相器（非门）
TTL反相器的静态输入和输出特性
TTL与非门 集电极开路的门电路（OC门） 三态输出门电路
• 正、负逻辑：
3
第3页，共58页。
• 获得高、低电平的基本方法：利用半导 体开关元件的导通、截止（即开、关） 两种工作状态
单开关电路
互补开关电路
4
第4页，共58页。
§2-2二极管、三极管开关等效电
路
二极管开关等效电路
三极管开关等效电路
5
第5页，共58页。
一、二极管开关等效电路（理想情况下）
当Va>Vb时，D导通
当Va≤Vb时,D截止
二、 三极管开关等效电路（理想情况下）
当Vb为高电平VIH时，T饱和
数字电子技术基础第二章门电路PPT课件
或门
实现逻辑或运算，当至少 一个输入为高电平时，输 出为高电平；否则输出为 低电平。
非门
实现逻辑非运算，当输入 为高电平时，输出为低电 平；当输入为低电平时， 输出为高电平。
门电路的分类
按功能分类
可分为与门、或门、非门、 与非门、或非门等。
按结构分类
可分为晶体管-晶体管逻辑 门（TTL）、金属氧化物 半导体逻辑门（MOS）等。
实践能力。
02 门电路的基本概念
逻辑门电路
逻辑门电路是数字电路的基本 单元，用于实现逻辑运算。
常见的逻辑门电路有与门、或 门、非门、与非门、或非门等。
逻辑门电路通常由晶体管、电 阻、电容等元件组成，具有高 电平、低电平和高阻态三种输 出状态。
常用逻辑门电路
01
02
03
与门
实现逻辑与运算，当所有 输入都为高电平时，输出 为高电平；否则输出为低 电平。
门电路在其他领域的应用
自动化控制
门电路可以用于实现自动化控制中的逻辑控制、 顺序控制等功能。
电子游戏
门电路可以用于实现电子游戏中的逻辑运算、状 态检测等功能。
智能家居
门电路可以用于实现智能家居中的控制逻辑、传 感器检测等功能。
05 门电路的实例分析
实例一：基本逻辑门电路的应用
基本逻辑门电路
包括与门、或门、非门等，是数字电路中最基本的逻辑单 元。
06 总结与展望
门电路的重要性和作用
门电路是数字电子技术的核心组件，它在数字电路中起到逻辑运算和信号控制的作 用。
门电路能够实现逻辑函数的运算，从而实现各种复杂的逻辑功能，是构成各种数字 系统和电子设备的基础。
门电路在计算机、通信、自动化等领域中有着广泛的应用，对现代科技的发展起着 至关重要的作用。
数字电子技术门电路PPT
第2章 门电路
2.2.3 TTL与非门的电气性能
1. TTL与非门的输入特性 输入特性是描述输入电流与输入电压之间的关系曲线 ，如图 示：
第2章 门电路
2. TTL与非门的输出特性 输出电压与负载电流之间的关系曲线，称为输出特性。 (1)输出为低电平时的输出特性曲线：
第2章 门电路
(2)输出为高电平时的输出特性曲线：
第2章 门电路
真值表为：
逻辑表达式为： F A B
第2章 门电路
3.三极管非门电路 非门：实现非运算的电路。 电路及其逻辑符号如图所示。当输入A为低电平时，三极 管截止，输出F为高电平，输入A为高电平时，三极管饱和，
输出F为低电平。逻辑表达式F= A 。
第2章 门电路
2.1.2 与非门、或非门电路
时间 tPLH 。通常把二者的平均值称作平均传输延迟时间，
t 以
pd
表示。 t pd
tPHL tPLH 2
2章 门电路
2. 动态尖峰电流 与非门从导通状态转换为截止状态或从截止状态转换为导通 状态，在这个转换过程中，都会出现T4、T5两管瞬间同时导 通，这瞬间的电源电流比静态时的电源电流要大，但持续时 间较短，故称之为尖峰电流或浪涌电流，如图示。
第2章 门电路
2. TTL门驱动CMOS门 当TTL电路和CMOS电路相连接时，必须考虑它们之间电流 驱动能力及高、低电平的配合等接口技术问题。当TTL门驱 动CMOS门时，可能出现TTL门输出高电平低于CMOS门要 求输入高电平的值，所以，常用TTL OC门作为接口电路， 其输出端上拉电阻R必须接到CMOS门的正电源VDD上，如 图示。
第2章 门电路
抗干扰能力分为输入低电平的抗干扰能力VNL和输入高电平 的抗干扰能力VNH。 低电平的抗干扰能力为：
数字电子技术基础 第二章 门电路 课件
• 外部特性是指通过集成电路芯片引脚反映出来的特性
• 电压传输特
– 曲线段AB，因为vi<0,6,所以vb1<1.3v ,T2和T5导通，T4截止;
vo=VCC-Vr2-vb4-Vd2=3.6v
– BC段，1.3> vi>0,6,T2通，T5截止，T2工作在放大区，随vi增加，
Vc2和vo线形下降
vO
AB F 000 010 100 111
三极管非门
+12V
A RA
Rc F
T
F=A
TTL 非门电路
• 结构与原理
4kW R1
R2
1.6kW
Avl
T1
T2
D1
3 1k W R
+5V
130W R4
T3 D2
T4 vOY
输入级
倒相级
输出级
• vi =VL=0.2V,T1发射级导通，导通后T1基极电压 为0.7v +0.2v=0.9v , T2,T5截止，T2集电极为5V， T4导通。vo上电压为3.6 v，高电平;
A0
1
&
S A1A0 Y
1 0
&
&
Y
0 0 0 D0
&
0 0 1 D1
0 1 0 D2
&
0 1 1 D3
四选一数据选择器
A1A0: 选择控制(地址) D3D2D1D0: 数据输入
S: 使能端(选通端、片选端) 低电平有效
A1 B1
>1
Y1 A B Y1 Y2 Y3
>1
Y2
0 0 01 0 0 1 00 1
门电路工作原理及相应逻辑表达式
门电路工作原理及相应逻辑表达式示例文章篇一：哎呀呀，你们知道门电路是啥不？我一开始也不知道，后来老师给我们讲，我才发现，这可太有趣啦！就好像我们的生活中有各种开关，门电路就像是那些神奇的电子开关。
比如说与门，它就像是两个小伙伴一起拉绳子，只有两个人都用力拉，才能把东西拉起来。
这里面的两个输入信号，就像这两个小伙伴，只有都有“力量”（也就是都为高电平），输出才有“力量”（高电平）。
再说说或门，这就像两个小伙伴比赛跑步，只要有一个人跑得快，就算赢。
只要两个输入信号中有一个是高电平，输出就是高电平，是不是很神奇？还有非门呢，它就像是个调皮的小镜子，你给它一个笑脸（高电平），它就给你个哭脸（低电平），反过来也是一样。
我记得有一次上课，老师问我们：“如果把与门和或门放在一起，会发生什么呢？”大家都开始叽叽喳喳地讨论起来。
有的同学说：“那肯定更复杂啦！”有的同学则皱着眉头思考。
老师笑着说：“你们想想啊，与门要两个都对，或门只要一个对，这要是组合起来，不就像是要过两道关卡，一道关卡严，一道关卡稍微宽松点嘛。
”大家恍然大悟，纷纷点头。
其实门电路的逻辑表达式就像是给这些神奇的开关写的“说明书”。
通过这些表达式，我们能清楚地知道输入和输出之间的关系。
我觉得门电路真的太酷啦！它让我看到了电子世界里那些看不见的“规则”，就像我们生活中的各种规则一样，只有明白了，才能玩得转。
你们难道不觉得这很有趣吗？反正我是被深深地吸引啦！示例文章篇二：哎呀，我的天呐！门电路？这听起来是不是超级神秘又复杂？其实啊，它就像我们玩的捉迷藏游戏一样有趣呢！让我来给你讲讲啥是门电路。
想象一下，我们有一个小小的房子，房子有两个门，一个是“与门”，一个是“或门”。
先说这个“与门”，它就像是一个特别严格的老师。
只有当两个同学都答对问题，老师才会表扬他们。
在电路里呢，只有当两个输入信号都为1 的时候，输出信号才是1 ，这是不是很像老师的严格要求？“或门”呢，就像是一个很宽容的家长。
门电路与门或门非门电路及实例
门电路：与门、或门、非门电路及实例门电路是数字电路中最基本的逻辑单元。
它可以使输出信号与输入信号之间产生一定的逻辑关系。
在数字电路中，信号大都是用电位（电平）高低两种状态表示，利用门电路的逻辑关系可以实现对信号的转换。
最基本的门电路有与门电路，或门电路，非门电路等。
与门电路与门电路是指只有在一件事情的所有条件都具备时，事情才会发生。
一般情况下，一—的的与门电路可以用:横管和电阻器组成 由二极管和电阻器构成的与门电路见下图：VDI Ao -- M ------- o o FBfr ----- ---------VD2与门电路的基本结构和逻辑符号见下图:路功能示意图中，只有在开关A 和B 都闭合时，灯才会亮，如果A B 中任意一个处于开路状态，灯就不会亮。
功能小意图与门电路的基本结构和逻辑符考在与门电A 、B 开美都接通灯泡才亮与门电路的真值表见下图:由二极管和电阻器构成的与门电路图中A, B为两个输入变量，F为输出变量，当A,B均为高电平，F为高电平，A,B只要有一个为低电平，F就为低电平。
或门电路或门电路是指只要有一个或一个以上条件满足时，事情就会发生。
或门电路的基本结构和逻辑符号见下图：A, B即美任意，个接通、灯泡剂会亮电源功能示意留良辑符号或口里毙的基石宪沟和避遢符后上图中，只要开关A,B中有一个闭合，电流就能通过开关进入灯，灯点亮，只有两个开关都断开，灯才不会亮。
或门电路真值表见下图：同与门电路一样，最简单的或门电路也是由二极管和电阻器构成的。
见下图：VD2门看"”阻裾梅成的或「度为图中A ，B 为两个输入变量，F 为输出变量。
当A,B 均为低电平，F 才为低电平，A,B 只要有一个 为高电平，或两个都为高电平，F 为高电平。
非门电路非门电路又叫“否”运算，也称求“反”运算，因此非门电路又 称为反相器。
非门电路中，当开关A 闭合时，电路短路，灯F 不亮；如果开关断开， 灯亮。
非门电路的真值表见下图。
数字逻辑电路教程PPT第2章逻辑门电路
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
CD段（过渡区）：
1始也、.3导都TV5管＜通处有v， 于I＜一T导21、 小通.4V段T状3，、时态TT间，54管管同T开4 时导通，故有很大电流
流TT，电平52管、过T压vO4=T管很RvO054管急电 趋大.3V趋剧阻 于的。于下， 截基饱降止极T2和管到，电导提低输流通供电出，
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
AB段（截止区）： vI＜0.6V，输出电压vO不
随输入电压vI变化，保持 在高电平VH。 VC1＜0.7V，T2和T5管截 止，T3、T4管导通，输出 为高电平，VOH=3.6V。 由于这段T2和T5管截止， 故称截止区。
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
⒉工作原理
当输入端A、B、C中有任一
个输入信号为低电平 (VIL=0.3V)时，相应的发射结 导通，T1工作在深度负饱和 状态，使T1管的基极电位VB1 被箝制在 VB1=VIL+VBE1=0.3+0.7=1V， 集电极电位 VC1=VCES1+VIL=0.1+0.3=0.4V 使T2管截止，IC2=0， VE2=VB5=0V，故T5管截止。
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
CD段（过渡区）： 由于vI的微小变化而
引起输出电压vO的急 剧下降，故此段称为 过渡区或转折区。
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
CD段中点对应的输入电压 ，既是T5管截止和导通的分 界线，又是输出高、低电平 的分界线，故此电压称阈值 电压VT（门槛电压）， VT=1.4V。
第二章 集成逻辑门电路
集成逻辑门电路，是把门电路的所 有元器件及连接导线制作在同一块 半导体基片上构成的。
02门电路.ppt
TP
TP导通。输出VO≈VDD。
VI
VO
TN （2）当Vi =VDD时，TN导通，
TP截止，输出VO≈0V。
增强型场效应管
2.CMOS与非门和或非门电路
VDD
VDD
TP2
TP1
A
TP1
A
FB TN1
TP2 F
B
TN2
TN1
TN2
与非门
或非门
2. CMOS传输门
设MOS管的开启电压： TN管 2V TP管 -2V
复习二极管开关特性 复习三极管开关特性
一、PN（二极管）的开关特性
正向导通
P
PN结
外电场 N 内 内电电场场
IF
外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内 电场方向相反，削弱了内电场。于是，内电场对多数载流子扩 散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流， 可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。
临界时 ui= RRi+iRb1(5–Ube)=1.4 Ron—开门电阻， Ri > Ron(2.5KW)，ui为高电平。 Roff —关门电阻， Ri < Roff(0.85KW)，ui为低电平。
1
F
ui Ri
+5V
Rb1
i
Ri
ui T1
TTL门电路输入端悬空时为“1”。
3、输出特性
“0”
“1”
二、NPN三极管开关特性
c b
c b
i C /mA
VCC Rc Re
e NPN型
e PNP型
直流负载线斜率 1 Rc Re
I CQ
饱和
O
Q U CEQ
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耗尽型
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2.2 半导体二极管门电路
2.2.1半导体二极管的开关特性
一、结构和符号 二、伏安特性 三、开关电路
2.2.2 二极管与门 2.2.3 二极管或门
返回
二极管的结构和符号
本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。
制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。
1
1.6kΩVc 2
1
Rc 4 130Ω
3
T 24
D
3 3 1
A B C
T1
T2 2 Ve 2 Re 2 1kΩ
3 1
Vo T3 2
输入级
中间级
输出级
2.4 TTL门电路
2.4.1 双极型三级管的开关特性 2.4.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 2.4.3 TTL反相器的静态特性 2.4.4 TTL反相器的动态特性 2.4.5 其它类型的TTL门电路 2.4.6 TTL电路的改进系列
+VCC（ + 5V） R 3kΩ
D
Rc 1kΩ
D5 3 1
A B C
1
P
D
4
L
T 2
D2 D 3
R1 4.7kΩ
DTL门到TTL门的演进
+VCC （ + 5V ） Rb1
+VCC （ +5V） R b1
A B C
N N N
P P P
P
N
1
3
A B C
T1
TTL与非门电路
+V CC （ + 5V） Rc 2 R b1 4kΩ
+VCC （ +5V） R 3kΩ D1 0V D2 5V 5V 0.7V D1 D2 +VCC （ +5V） R 3kΩ 1.4V L
2.3 最简单的门电路
2.3.1 二极管与门 2.3.2 二极管或门 2.3.3 三极管非门
返回
解决办法：
将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组合起来。
解决办法：
平衡状态下的PN结 耗尽层
PN结的导电特性
电流 I
+ + + + + + + + + + N区
- - - - - - - - P区
R
+
+ + + + + + + + + + N区
+
- - - - - - - - R
P区
PN结的伏安特性
根据理论推导，PN结的伏安特性曲线如图
IF（多数载流子扩散）
反向饱和电流 反向击穿电压
IB
c
I CBO
IC I CN
N
RC
因为集电结反偏，收 集扩散到集电区边缘的 电子，形成电流ICN 另外，集电结区的少 数载流子形成漂移电流 ICBO
b
Rb V BB
I EN I EP
P
VCC
N
e
IE
两种载流子参与导电——双极型晶体管
双极型三极管的特性曲线
双极型三极管的基本开关电路
双极型三极管的基本开关电路
截止时，发射结和集电结都反偏
三极管的三种工作状态
+VCC RC iC Rb + VI － iB
1
iC VCC/RC ICS IB5 E D C B A 0.7V VCC IB4 = IBS IB3 IB2 IB1 IB=0 vCE
b
c3 T
2
e
（1）截止状态：当VI小于三极管发射结死区电压时，IB＝ICBO≈0，IC ＝ICEO≈0，VCE≈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。
第二章 门 电 路
第二章 门电路
2.1 概述 2.2 半导体二极管门电路 2.3 CMOS门电路 2.4 TTL门电路
2.1 概述
用来实现基本逻辑关系的电路通称为门电路 正逻辑和负逻辑 获得高、低电平的基本方法
二极管 晶体管 三极管 单极型三极管（FET） MOSFET 双极型三极管（BJT） JFET 增强型
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2.4.1 双极型三级管的开关特性
一、双极型三级管的结构和符号 二、双极型三级管的输入特性和输出特性 三、双极型三级管的基本开关电路 四、双极型三级管的开关等效电路 五、双极型三级管的动态开关特性 六、三级管非门
双极型三极管的结构和符号
双极型三极管的结构和符号
BJT放大的工作原理
发射结正偏，发射区 的电子向基区移动形成 电流，其中小部分与空 穴复合，形成电流IBN
IR
VR RL
二极管开关特性
产生反相恢复过程的原因——电荷存储效应
二极管与门
A B Y
0
0 3
0
3 0
0.7
0.7 0.7
3
3
3.7
A
B
Y
0
0 1 1
0
1 0 1
0
0 0 1
二极管或门
A B Y
0
0 3
0
3 0
0
2.3 2.3
3
3
2.3
A
B
Y
0
0 1 1
0
1 0 1
0
1 1 1
二极管与门和或门电路的缺点： （1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值 的情况。 （2）负载能力差
+4
+4
+4
电子空穴对
自由电子
N型半导体
+4
磷原子
+5
+4
+ +
+ + +
+
+ + +
施主离子
+ +
+4
+4
+4
+
多数载流子——自由电子 少数载流子—— 空穴
PN结
+ + + + + + + + + + N区 - - - - - - - - P区
内电场
+ + + + + + + + + + N区
- - - - - - - - P区
P型半导体：在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
电子空穴对
+4
空穴 硼原子
+4
+4
－
空穴 P型半导体 － － － － － － － －
+4
+3
+4
－
－
－
受主离子
+4
+4
+4
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子
N型半导体：在本征半导体中掺入五价杂质元素，如磷、砷等。
硅原子 多余电子
将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路组合起来。
+V CC （ +5V） R 3kΩ
D
Rc 1kΩ
D 4
A B
1
P
Rb
D5
3 1
L
T 2
D2
R1 4.7kΩ
DTL与非门电路
工作原理：
（1）当A、B、C全接为高电平 5V时，二极管D1～D3都截止，而D4、 D5和T导通，且T为饱和导通， VL=0.3V，即输出低电平。 （2）A、B、C中只要有一个为低电平 0.3V时，则VP≈1V，从而使D4、 D5和T都截止，VL=VCC=5V，即输出高电平。 所以该电路满足与非逻辑关系，即：L A B C
正偏
反偏 反向击穿
IR（少数载流子漂移）
电击穿——可逆
热击穿——烧坏PN结
PN结的单向导电性
二极管的伏安特性
二极管伏安特性的几种近似
二极管开关电路
二极管开关特性
D + vi － (a)
IF VF VD VF RL RL
i RL
ts称为存储时间， tt称为渡越时间， tre＝ts十tt称为 反向恢复时间。