第7章_脉冲波形的产生与处理电路

的 开 关 特 性
vD VD
0
t
VR
晶体管的开关特性(一)
VCC
vI
RC iC
V1
RB T
vI
0
V2
vO
iC ICS
0.1ICS
0 td tr
IBS , ICS
vO vCE
VCC
饱和 深度
N iB / IBS
0
晶体管截止 第
时的说明 晶体管进入
二 节 ：
t
饱和区后的 说明
半 导 体
0.9ICS
理想矩形脉冲频谱分析的意义
前后沿(跳变处)变 第
化快，集中了信号
一 节
的高频分量；而平 顶部分变化缓慢，
： 波 形
集中了信号的低频
的 基
成分 可通过将这样的脉冲信号加至放大电
础 知 识
路的输入端，并观察输出电压波形的
上升沿、下降沿以及波形的顶部来分
析放大电路的上、下截止频率
可见放大电路的频率响应与时域响应 有密切的对应关系
i vD
D
vI
RL vO
初始状态： t 0时
vI VF
0 VR
i IF
二极管由截止转为 正向导通所需时间
第 二 节
t1 t 称为开通时间
： 半
导
导通过程简述
体
器
件
vI VF
二极管的开通时间 IF (VF vD ) / RL
0 iR
比 短得多，可以 IR ts
tf
t 0.1I R
trr
忽略不计 trr
0 iR
IR ts
tf
t 0.1I R
trr
vD VD
二极管反向恢复过 程实质上是由电荷 存储效应引起的， 反向恢复时间就是 存储电荷消失所需 的时间
影响 trr 的因素：
管子本身的性能 正向电流 IF 与反
第 二 节 ： 半 导 体 器 件 的 开 关 特 性
0
t 向电流 IR 的大小
VR
二极管的开关特性(四)
晶体管的开关特性(四)
下降时间 t f
第 二
节
当基区多余的电荷全部消失后，基区电 ：
荷继续消散，这时集电极电流开始减小，
半 导
输出电压开始上升，直至集电极电流为0，体
晶体管截止。从而可以定义出下降时间
器 件
的
开
关
特
一般关断时间 toff ts t f 大于开通时 性
间ton td tr
基本的逻辑运算(门)
非运算和非门
Y
输入 输出
A
1
A
Y
第
Y
三 节
：
L
H
门 电
A
H
L
路
()
简
YA
A
Y介
当输入为低电平时，输出
为高电平；当输入为高电
平时，输出为低电平
A
Y
TTL与非门的外特性(一)
第
晶体管-晶体管逻辑门，是指输入端 三
和输出端都用晶体管的门电路，简称
节 ：
TTL电路
门 电
路
()
输出高电平VOH 电路处于截止状态时的输出电平，
第七章：脉冲波形的产生与 处理电路
内容提要
内
脉冲波形的定义
容 提
要
主要内容如下：
➢脉冲波形参数 ➢若干脉冲波形发生电路
要点
要 点
在脉冲波形产生与处理电路中， 各种半导体器件大都工作在大 信号状态，属于非线性应用
电路的分析方法和内容与放大 电路明显不同，讨论的重点是 电路的瞬态特性等
常见的脉冲波形
二极管的开关特性(一)
时， 由 跳至 i vD
D
vI
RL vO
：存储时间
：下降时间 初始状态： t 0时
vI VF
0 VR
i IF
t 0 VR
t t1 t s tf
vI
VF
：反向恢 vI VF
IF (VF vD ) / RL
0 iR
复时间 IR ts
tf
t 0.1I R
trr
trr ts t f
方波 锯齿波
矩形波 钟形波
第
一
节
尖顶波
： 波
形
的
梯形波
基 础
知
识
阶梯波
三角波
都是时间函数
实际矩形脉冲波形及其参数
第
0.9Vm
Vm
一 节
：
Vm
tW
0.5Vm
波 形
的
0.1Vm
基 础
tr
tf
T
知 识
脉冲幅度 Vm
平均脉宽 tW
重复周期 T 及重复频率 f
上升时间 tr 占空比 D
下降时间 t f 顶部倾斜 Vm
节 ： 半
脉冲信号跳变至其最大值时，势垒逐渐 降低，扩散电流开始形成，这个过程所
导 体 器
需的时间为延迟时间
件 的
上升时间 tr
开 关
在矩形脉冲电压的作用下，扩散电流逐
特 性
渐增大直至管子饱和。从而可以定义出
上升时间
晶体管的开关特性(三)
存储时间 ts
第 二
晶体管工作于饱和状态时，集电极电流 节
达到饱和值。由于集电结加有正向电荷
简 介
具有典型值及最小值 VOH (min)
输出低电平VOL 电路处于导通状态时的输出电平， 具有典型值及最大值 VOL(max)
TTL与非门的外特性(二)
开门电平 Von
第 三
当电路输出端接额定负载时，使电
节 ：
路输出端处于低电平状态所允许的 门
最小输入电压
电 路
()
关门电平Voff
简 介
当电路输出端接额定负载时，使电 路输出端处于高电平状态所允许的 最大输入电压
0
第
二
节
：
半
导
N
体 器
件
pn (x)
的 开
pn0
关 特
性
x
0
t 经t 过0 时后ts 时的PN间电结后荷中P存N储结
VR
效电中荷存应的储变电化荷的变化
二极管的开关特性(三)
i vD
D
vI VF
vI
RL vO 0
t1 t
VR
初始状态：
i
t 0时
IF
vI VF IF (VF vD ) / RL
在脉冲和数字电路中，其输入输出量
第 三
一般用高、低电平来表示，高、低电
节 ：
平代表两个不同的状态，可用二元常 量表示
门 电 路
()
在数字电路中一般将高、低电平分别
简 介
称为逻辑1和逻辑0，而在模拟电路中
习惯上用H、L表示
基本的逻辑运算有与、或、非三种， 实现这三种运算的电路分别称为与门、 或门和非门
： 半
使集电区也有电子注入至基区，使基区 导
少子增多，形成比工作于放大区多的电
体 器
荷，称为多余的电荷
件
当输入信号跳变至最小值时，存储电荷
的 开
消失需要一定的时间加长。一开始集电 极电流仍维持不变，晶体管还处于饱和
关 特 性
状态，经过存储时间后，多余的电荷全
部消失，晶体管开始脱离饱和，进入放
大状态。饱和越深，存储时间越长
第 二 节 ： 半 导 体 器 件 的 开 关 特 性
vD VD
0
t
VR
二极管的开关特性(二)
i vD
D
vI VF
vI
RL vO 0
t1 t
VR
初始状态：
i
ห้องสมุดไป่ตู้
t 0时
IF
vI VF IF (VF vD ) / RL
0 iR
IR ts
tf
t 0.1I R
trr
vD VD
P
np (x) np0
t
延迟时间 上升时间 开通时间
td tr
器 件 的 开 关
ts t f
存下ton储 降 t时 时d 间 间tr ttsf
特 性
关断时间
VCE (sat )
t toff ts t f
晶体管的开关特性(二)
延迟时间 td
第 二
晶体管处于截止状态时，发射结反偏， 势垒区较厚，扩散电流为0。当输入矩形