脉冲基础知识和反相器
第7章 MOS反相器
作业
7.5
一、器件和引线按CE理论缩小的规则 所谓“按比例缩小”,意味着不仅简单地缩小器件的 水平尺寸,而且按同样比例缩小器件的垂直尺寸;不仅缩 小器件的尺寸,而且按比例地变化电源电压及衬底浓度。 CE理论的基本特点是:器件尺寸、电源电压及衬底 浓度这三个参数均按一个比例因子α(此处α>l,是无 量纲的常数)而变化,即所有水平方向和垂直方向的器 件尺寸均按1/ α缩小。与此同时,为了保持器件中各 处电场强度不变,所有工作电压均按同样比例降低α 倍(即乘1/ α)。 为了按同样比例缩小器件内各个耗尽层宽度,衬底浓 度应提高α倍。这里“按比例缩小”的提法是为了着 重说明器件和引线尺寸的缩小。事实上,除尺寸之外, 电源电压及衬底浓度是按同样的比例改变,并不一定缩 小。
7.1 自举反相器 一、饱和E/E反相器
负载管的栅极和漏极相连,VGSL=VDSL,VGD=0,故负 载管始终工作在饱和区。 当Vi=0时,输入管截止,这时只有很小的泄漏电流 流过负载管,VGSL=VDSL=VTE,反相器处于关态,输出 VO=VDD-VTE 有阈值损失 为高电平。
当Vi =VDD高电平时,输入管导通,其漏源压降很小,故输入 管工作在非饱和导通状态,反相器处于开态,输出为低电平。
在输入电平由高变低时,MB管处于截止 态,CB上的电荷应保持不变,从而使VGSL不 变。这样一来,在自举过程中,负载管ML 就处在固定栅源偏置的工作状态。
在开始时, ML管的栅比漏低一个开启电 压,它处在饱和导通状态。 当输出电压上升到2倍VTE时,负载管的栅电压VGL便 达到VDD+ VTE ,于是ML转入非饱和导通(vDS很小),从 而使输出高电平达到VDD ,消除了饱和E/E反相器输出 高电平的阈值损失。 因为自举电容的大小对特性有很大影响,所以要合 理选择。 由分析可见,自举效应是在输出电压上升过程中发 生的,所以直流负载特性并不因“自举”而产生变化。
反相器、电容、异或门构成的脉冲发生电路
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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
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。
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。
第三章-MOS管反相器
图3.5.2 两级CMOS反相器级联
(a)充电模型
(b)放电模型
图3.5.3 延迟模型
(a)充电过程
(b)放电过程
图3.5.4 主要电阻和电容来源
3.6 功耗
CMOS反相器的耗功P由两部分组成, (1)静态功耗,即反向漏电造成的功耗PD; (2)动态功耗,即反相器电平发生跳变时产生的 功耗。
3.1 引言
反相器是这样的电路,当其输入信号为高电平时,其输出为低 电平,而当其输入信号为低电平,其输出则为高电平。反相器在 电路中的表示符号如图3.1.1所示。
图3.1.1 反相器符号
图3.1.2 反相器结构
3.2 NMOS管负载反相器 3.2.1 增强型NMOS管负载反相器
1、负载NMOS管工作于饱和区的反相器
1、静态功耗 图3.6.1 CMOS反相器的稳态时没有电流
图3.6.2 NMOS反相器稳态会产生电流
2、动态功耗
以CMOS反相器为例来分析动态功耗。在输入信号从 逻辑0到逻辑1的跳变或输入信号从逻辑1到逻辑0跳变的瞬间, CMOS反相器的NMOS晶体管和PMOS晶体管都处于导通状态, 这导致一个从电源VDD到地的窄电流脉冲。同时为了对负载电容 进行充电和放电,也需要有电流流动,这将引起功耗。通常,对 负载电容的充电和放电所需要的电流是造成动态功耗的主要因素。
(a)电路
3.3.2 CMOS反相器直流特性 (b)转移特性 (c)电流的变化
图3.3.1 CMOS反相器
3.4 动态反相器 3.4.1 动态有比反相器
图3.4.1 动态反相器
3.4.2 动态无比反相器 图3.4.2 动态无比反相器
3.5 延迟
(a)反相器
(b)输入从逻辑0跳变到逻辑1 (c)输入从逻辑1跳变到逻辑 图3.5.1 反相器产生延迟
第十三章 脉冲电路基础知识
第十三章脉冲电路基础知识一、填空题1.数字信号在数值上和时间上均是________的信号。
2.矩形波脉冲主要参数有、、、、和______ 以及_______。
3.RC电路可组成耦合电路,______和_______等。
4.RC微分电路的工作特点:输出信号取自RC电路的________两端,能将矩形波变成________波。
5.RC积分电路的工作特点:输出信号取自RC电路的________两端,能将矩形波变成________波。
6.晶体二极管从反向截止到正向导通和从正向导通到反向截止转换时都要花一定时间,其中_____________所需时间很短,可以忽略不计。
7.二极管开关速度主要取决于__________时间,影响三极管开关速度主要是________时间和_______时间,为提高三极管开关速度常接入__________。
8.在数字电路中,晶体管被用做________元件,工作在输出特性曲线的____________和___________。
9.真值表就是将__________的各种可能取值和对应的__________排列在一起而组成的表格。
10.数字电路的研究对象是_____________之间的逻辑关系,分析的工具是_________,表达电路的逻辑功能主要用________、_______及______和________等。
11.数字电路研究的重点是各种部分单元电路之间的_________,其工作状态用______、和______表示,主要利用________、________和________来表示电路的逻辑功能。
12.施密特触发器属于________稳态电路,回差现象是指________。
13.施密特触发器的主要用途是________、________和________。
14.单稳态触发器在触发脉冲的作用下,从________态转换到________态,依靠________作用,又能自动返回到________态。
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555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。
1972年由美国西格奈蒂克 (SIGNETICS)公司开发出来后,以其成本低廉、容易使用,稳定性高、适应面广等特点而赢得了市场。
该电路在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。
目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型,其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。
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。
基础知识(脉冲数字电路)
微分与积分电路一、微分电路输出信号与输入信号的数分成正比的电路,称为微分电路。
原理:从图一得:Uo=Ric=RC(duc/dt),因Ui=Uc+Uo,当,t=to时,Uc=0,所以Uo=Uio随后C充电,因RC≤Tk,充电很快,可以认为Uc≈Ui,则有:Uo=RC(duc/dt)=RC(dui/dt)式一这就是输出Uo正比于输入Ui的微分(dui/dt)RC电路的微分条件:RC≤Tk图一、微分电路二、积分电路输出信号与输入信号的积分成正比的电路,称为积分电路。
原理:从图2得,Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时,Uc=Oo.随后C充电,由于RC≥Tk,充电很慢,所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫icdt这就是输出Uo正比于输入Ui的积分(∫icdt)RC电路的积分条件:RC≥Tk图2、积分电路限幅与箝位电路一、限幅电路图一是二极管限幅电路,电路(a)是并联单向限同上电路,电路(b)是串联单向限幅电路;电路(C)是双向限幅电路,三种电路的工作原理相同,现以电路(C)说明:分析电路原理时认为二极管的正向电阻Rf为零反向电阻Rr为无限大,当Ui>E1时,D1导通,则Uo=E1;反之,当Ui<E2时,D2导通,则Uo=-E2;而当E2〈Ui<E1时,D1和D2截止,Uo随Ui而改变,故输出波如图(C)所示。
按式R=来选限流电阻。
例如设二极管D的Rf=200欧及Rr=500千欧,可算得R≈10千欧,E1、E2可按要求限幅电平来选取,但要考虑二极管的正向压降(硅管约为0.6伏,锗管约为-0.3伏)的影响。
图一、二极管限幅电路二、箝位电路箝位的作用是使信号的起始电平固定在某个数值上,以图二说明:当电路输入一矩形波信号Ui。
若无D时,Ui中的直流分量U被C隔开,只有交流分量传至输出端,使用输出信号失去直流分量而改变了起始电平,用了箝位二极管D后,当Ui=E时,D截止,C充电,因时间常数RC很大,所以输出Uo稍微下降了△U;当Ui突然变至零时,D导通;C经D很快放电,输出从-△U很快趋于零,因此输出信号被D箝位于零起始电平,也可以说,恢复了直流分量。
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。
脉冲放大电路
脉冲电路基础知识讲解与分析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。
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。
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,
反相器复习
反相器计算习题课教学目标:1.掌握晶体管反相器的工作原理。
2.熟练掌握三极管工作状态的判别方法及其计算。
教学重点:三极管工作状态的判别方法及其计算教学难点:反相器变化电路的计算【知识梳理】1.在反相器电路中,当输入为低电平时,三极管处于,输出;当输人为高电平时,三极管处于,输出。
即输出信号与输人信号是反相的。
2.三极管工作状态判别方法(以NPN硅管为例):a.先判别管子是截止状态还是导通状态:若,处于截止状态,为可靠截止常使。
若,处于导通状态。
b.导通后再判断处于放大状态还是饱和状态:当时,处于饱和状态。
当时,处于放大状态。
【例题选讲】【例1】在图所示反相器电路中:V G=6V,Rc=2kΩ,R K=20kΩ,R b=51kΩ,-V GB=-6V,β=30。
当输人控制方波V i由0V跳变到+6V时。
试问:(1) 三极管能否由截止转向饱和;(2) 若将Rc改为1kΩ又如何?【知识拓展】(1) 若图中NPN型管换成PNP型管,如何分析。
(2) 若发射极带有电压源或二极管,如何分析。
【例2】电路及参数如下图,V l是硅管、V2为理想器件,V BB=-10V,β=50(1) 求三极管可靠截止的最高输入电压V i max(2) 求三极管可靠饱和的最低输入电压V i min【巩固练习】1.如图(a)所示电路中,R1=12kΩ,R2=20kΩ,Rc=1.5kΩ,V G=6V,V GB=6V,β=50,试经过分析,根据图(b)所给v i的波形画出v o的波形。
2.电路如图所示,输入V i高电平为-2V,低电平为-8V,求:保证三极管可靠截止和饱和的V GB的范围(V BE,V CES均忽略不计)。
反相器计算课后练习一、填空题1.如图所示,晶体三极管的工作状态是:V1工作在状态,V2工作在状态,V3工作在状态。
二、计算题1.如图所示电路,若已知R K=3kΩ,R b=20kΩ,Rc=1kΩ,β=40,试通过估算说明,当输入信号v i由0V跳变到3V时,三极管能否可靠饱和;当v i由3V跳变到0V时,三极管能否可靠截止。
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A V1 跨导大 V2 跨导小 B V1 和 V2 跨导都大
C V1 与 V2 跨导都小
D V1 跨导小 V2 跨导大
10 所示电路为某一放大电路的直流通路 测出 A 点电位值为 2.1 伏
晶体管的工作情况
A 短路 B 饱和
C 放大
D 截止
+12V 10K
A
5.1K
2K
分析
V
三 判断
1 上升沿和下降沿陡直的矩形波 它的高次谐波频率高而且谐波成分多 所以 又称多谐波
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4 图示电路中 R=10K ,C=5uF Vi 为 200HZ 的方波 该电路是什么电路 其输 出信号是什么波形
R
Vi
C VO
5 图示电路中 VG=9v,RC=3K ,RK=20K ,RB=40K ,-VGB=-6V, 求 1 该电路临界饱和和基极电流 IBS 和集电极饱和和电路 ICS 2 当输出电压 VI 从 0V 跳变到 8V 时 三极管能否从截止转向饱和 如 将 RC 变为 1K ,结果如何 如不改变 RC 变为 20 结果又如何 3 要提高该管开关速度采取什么措施
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第十章 脉冲基础知识和反相器
[本章知识点]
1 了解脉冲的基本概念 波形 2 了解矩形波的主要参数 概念 3 理解电容器的充放电过程 掌握 RC 电路的基本原理及输出波形 4 理解二极管 的开关特性 5 掌握三极管工作在截止区和饱和区的条件 特点 掌握三极管工作状态的判
2 在开关电路中 晶体三极管选定后 通常利用提高电源电压提高开关速度
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3 晶体管反相器中 工作频率高 加速电容选得大 4 晶体三极管饱和时 流经发射极 e 集电极 c 的电流较大 因此 Vce 较大
5 RC 电路中 只要输出信号从电阻两端取出 该电路一定是微分电路
160K
+12V
+16V K
2k 9.1k
=40
=50
12k 8k
8.2k
-12v
+12V 2.4k
=20
620
2 电路如图示 画出输出波形 积分电路
vi
vo
t
t
3 图示电路中 R=10K C=100PF VI 为 10KHZ 方波 该电路是什么电路 其 输出信号是什么波形
C
vi
R
vo
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7 反相器输入低电平时 输出应为
A 高电平 B 低电平 C 不一定
8 图示电路
构成微分电路 Vi 脉宽 tp=100us
vi
0.1u 10k
vo
vi
1000p 10k
vo vi
10k 0.1u
vo
vi
10k 1000p
vo
A
B
C
D
9 用场效应管作负载的反相器中 开关管 V1 和负载管 V2 的跨导间的关系是
+VG
RK Vi
RB
RC VO
-VGB
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A 补偿电阻 B 补偿电容器
C 补偿电感和电阻
2 晶体二极管从反向截止到正向导通所需时间为 t1 从正向导通到反向截止所需
时间为 t2 则 t1 和 t2 的关系是
A t1=t2
B t1 > t2 C t1 < t2
3 晶体三极管作为开关元件使用时 它的工作状态是
A 截止或饱和 B 截止或放大 C 放大或饱和
4 硅 NPN 三极管饱和时 其集电极与发射极压降 Vces 的值是
A 0.7V
B 0.4V
C 0.3V
5 用万用表测得电子线路中晶体管的 Vce +Vct,则该管处于
A 放大工作状态
B 饱和工作状态
C 截止工作状态
D 短路状态
6 锗 PNP 型三极管饱和时 Vces 为
A 0.1V B -0.1V C 0.3V D 0.3V
6 用万用表测得电子线路中晶体管的 VCE 0V 则该管处于截止工作状态
7 电容充放电时间电压 电流是按线性规律变化的 8 一般认为经过 3 5 时间 RC 电路充放电过程就结束 9 晶体二极管开关时间决定与开通时间 10 RC 微分电路的特点是压低恒定量突出变化量
四 分析计算
1 判断图示各电路中三极管的工作状态
等优点
6 反相器在基极加有负电元 该电源除可使晶体三极管可靠
外 还可
提高
能力
7 在数字电路中 晶体管被用作
元件 工作在输出特性曲线的
或
8 RC 微分电路的τ 应
输入矩形脉宽 tp,积分电路的τ 应
矩形脉宽 tp
9 三极管的开通时间与关闭时间都是
数量级
输入
10 在开关电路中 三极管选定后 可在开关管信号输入电阻两端并联一个
别方法及计算 6 掌握反相器的工作原理
[题库]
一 填空
1 脉冲信号是一种瞬间变化
极短的电压或
2 RC 电路的时间常数是
时间常熟越大 电容充放电过程越
3 RC 微分电路的作用是把矩形波变成
RC 积分电路的作用是把矩
形波变成
4 晶体二极管从正想导通转换成反向截止 需要一个
过程,所需时间称
时间
5 COMS 反相器即互补型 MOS 电路 它有
来提高开关速度
11 微分电路能对脉冲信号起到突出
压低
积分电路能对脉
冲信号起到突出
压低
12 脉冲分压器不失真传输矩形波的条件是
象 C1 太小会出现
现象
C1 太大会出现
现
二 选择
1 为了避免脉冲分压器输出端寄生电容引起的波形失真 应在脉冲分压电路中 加入
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