分立元件组成的门电路ppt课件
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分立器件逻辑门电路PPT模板
1）电压关系表 输入、输出电压关系有以下四种情况。 ① uA=uB=0V，由于D1、D2正极均通过电阻R0连接电源+VCC，二极管正向 偏置，必然都导通，所以
uY=uA+ =uB+ =(0+0.7)V=0.7V ② uA=0V、uB=3V，看起来这两个二极管都应导通，因为它们的正极都通 过R0接到了+VCC。但是，由于uA、uB电平不同，当D1导通后，使uY=uA+ =(0+0.7)V=0.7V，导致 =uY-uB=(0.7-3)V=-2.3V，即二极管D2承受的是反向电压， 故截止。通常二极管导通之后，如果其负极电位不变，那么它的正极电位就 固定在比负极高0.7V的电位上，如果其正极电位不变，那么它的负极电位就 固定在比正极低0.7V的电位上，导通二极管的这种作用称为钳位。
① uA=uB=0V时，D1、D2均导通，uY=(0-0.7)V=-0.7V。 ② uA=0V、uB=3V时，D2导通，D1反向偏置截止，uY=(3-0.7)V=2.3V。 ③ uA=3V、uB=0V时，D1导通，D2反向偏置截止，uY=(3-0.7)V=2.3V。 ④ uA=uB=3V时，D1、D2均导通，uY=(3-0.7)V=2.3V。
2）设定变量、状态赋值、列真值表 ① 设定变量：用A、B、Y分别表示uA、uB、uY。 ② 状态赋值：用0表示低电平，用1表示高电平。 ③ 列真值表：根据设定的变量和状态赋值情况，由上表即可列出如下表所 示的与门的逻辑真值表。
与门的逻辑真值表 由上表可以看出输入信号A、B与输出信号Y之间的关系满足与逻辑关系， 即Y=AB，所以图6-1（a）所示电路确实实现了与的逻辑功能，是一个二极管与 门电路。
③ uA=3V、uB=0V，情况与②中是类似的，只不过此时导通的是D2，截止的 是D1而已。D2导通后就把uY钳位在0.7V，即
uY=uA+ =uB+ =(0+0.7)V=0.7V ② uA=0V、uB=3V，看起来这两个二极管都应导通，因为它们的正极都通 过R0接到了+VCC。但是，由于uA、uB电平不同，当D1导通后，使uY=uA+ =(0+0.7)V=0.7V，导致 =uY-uB=(0.7-3)V=-2.3V，即二极管D2承受的是反向电压， 故截止。通常二极管导通之后，如果其负极电位不变，那么它的正极电位就 固定在比负极高0.7V的电位上，如果其正极电位不变，那么它的负极电位就 固定在比正极低0.7V的电位上，导通二极管的这种作用称为钳位。
① uA=uB=0V时，D1、D2均导通，uY=(0-0.7)V=-0.7V。 ② uA=0V、uB=3V时，D2导通，D1反向偏置截止，uY=(3-0.7)V=2.3V。 ③ uA=3V、uB=0V时，D1导通，D2反向偏置截止，uY=(3-0.7)V=2.3V。 ④ uA=uB=3V时，D1、D2均导通，uY=(3-0.7)V=2.3V。
2）设定变量、状态赋值、列真值表 ① 设定变量：用A、B、Y分别表示uA、uB、uY。 ② 状态赋值：用0表示低电平，用1表示高电平。 ③ 列真值表：根据设定的变量和状态赋值情况，由上表即可列出如下表所 示的与门的逻辑真值表。
与门的逻辑真值表 由上表可以看出输入信号A、B与输出信号Y之间的关系满足与逻辑关系， 即Y=AB，所以图6-1（a）所示电路确实实现了与的逻辑功能，是一个二极管与 门电路。
③ uA=3V、uB=0V，情况与②中是类似的，只不过此时导通的是D2，截止的 是D1而已。D2导通后就把uY钳位在0.7V，即
分立元件门电路PPT
值
表 混合逻 辑
I:- O:+
正逻 辑 负逻 辑 混合逻 辑
(A B F)
L L H H
L L H L L L H H
0 0 1 1
0 1 0 1
0 0 0 1
1 1 0 0
1 0 1 0
1 1 1 0
0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 1 0
1 1 0 0
1 0 1 0
0 0 0 1
电平状态表
逻
1 0 1 0
0 0 0 1
正逻 辑 负逻 辑 混合逻辑 混合逻辑
(I:+ O:-) (I:- O:+)
输入 A 0 1 输出 F 1 0
功能： 当A为高时,输出F为低； A为低时，F为高。 F是A的非函数。
逻辑式：F=
A
“–”:逻辑非运 算 逻辑求反运算
逻辑符号： 求反运算 A 1 波形图（时序图）
F
A F
三极管非门
四、DTL电路
(Diode —Transistor Logic) 与 非 门：
+12V D1 A
真 值
表
功能：
输
A 0 0 1 1
入
B 0 1 0 1
输出
F 0 0 0 1
当A与B都为高时，
输出F才为高。
F是A和B的与函数 逻辑式：F=A • B “•”:逻辑与运算 逻辑乘法运算
逻辑符号：
A B
波形图（时序图）
&
F A
B
二极管与门
任0则0 全1则1
口诀：
F
二、二极管或门
D1
A
F
D2
uA 0V 0V 3V 3V
分立元件逻辑门PPT
R2 T3 R5
R4
T2 T4
A B C
T1
F
T5
R3
“与”
“非” 输出级
与非门
（2-10）
§2.3
TTL与非门
二、工作原理 1. 任一输入为低电平（0.3V）时
不足以让 T2、T5导通 A B C “0” R1 3k 0.7V b1 R2 750 R4 100 T4
+5V
c1
T1
三个PN结 R3 导通需2.1V
2. 开门电平UON和关门电平UOFF
ui>UTON=2.0V时，是输入高电平。 ui<UOFF=0.8V时，是输入低电平。 3. 高电平噪声容限 UNH和低电平噪声容限UNL
U NH U OH (min) U ON U NL U OFF U OL (max)
（2-17）
§2.3
TTL与非门
例：某TTL门电路，最大灌入电流IOL=10mA, 最大 拉出电流IOH=1mA, 输入低电平电流IIL≤1.0mA, 输入高电平电流IIH≤80μA。求该门电路的扇出 系数。
I OH 1000 解：输出为高电平时的扇出系数： = =25 I IH 80
真值表： A 0V 0 0V 0 3V 1 1 3V
uA
B 0V 0 1 3V 0 0V 1 3V &
uB
F 0.3V 0 00.3V 00.3V 13.3V
uF
逻辑式：F=A • B
A 逻辑符号： B
F
（2-3）
§2.2
基本逻辑门电路电路
二、二极管或门
A B D1 F
真值表：
A uA Bu B Fu
T2
分立元门电路L门电路半加器全加器PPT课件
集成门电路：体积小、速度快、可靠性高
按制作工艺可分为双极型/单极性两大类。 TTL、CMOS逻辑门电路应用最广泛。 TTL:输入和输出端都是半导体晶体管，称之为 transistor –transistor logic gate
1 TTL与非门
Y=A B C
+5V
R1
R2
R4
T1
A B C
多发射极 三极管
(2) 输入全为高电平“1”(3.6V)时
+5V
钳4位.32V.1V
E结反偏
T1
“1” (3.6V)
A
B C
输入全高 “1”,输出为 低“0”
R1
R2
R4
1V
T3
T2
全导通
截止
T4
Y
T5
“0” (0.3V)
R3
R5
负载电流
（灌电流）
T2、T5饱和导通
“与非” 门逻辑状态表 逻辑表达式： Y=A B C
T5 R3 360
(4)TTL与非门的主要参数 (不要求) 输出高电平的下限值 UOH(min) 输出低电平的上限值 UOL(max)
阈值电压或门槛电压 UTH
低电平输入电流IIL
高电平输入电流IIH 输入为高电平时流入输 入端的电流(几十微安)
输入为低电平时 流入输入端的电 流
输入短路电流IIS (-1.6mA)
真值表
A B CI S C
00000 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111
S ( AB AB)CI ( AB AB)CI
C ( AB AB )CI AB ( A B)CI AB
全加器逻辑图
按制作工艺可分为双极型/单极性两大类。 TTL、CMOS逻辑门电路应用最广泛。 TTL:输入和输出端都是半导体晶体管，称之为 transistor –transistor logic gate
1 TTL与非门
Y=A B C
+5V
R1
R2
R4
T1
A B C
多发射极 三极管
(2) 输入全为高电平“1”(3.6V)时
+5V
钳4位.32V.1V
E结反偏
T1
“1” (3.6V)
A
B C
输入全高 “1”,输出为 低“0”
R1
R2
R4
1V
T3
T2
全导通
截止
T4
Y
T5
“0” (0.3V)
R3
R5
负载电流
（灌电流）
T2、T5饱和导通
“与非” 门逻辑状态表 逻辑表达式： Y=A B C
T5 R3 360
(4)TTL与非门的主要参数 (不要求) 输出高电平的下限值 UOH(min) 输出低电平的上限值 UOL(max)
阈值电压或门槛电压 UTH
低电平输入电流IIL
高电平输入电流IIH 输入为高电平时流入输 入端的电流(几十微安)
输入为低电平时 流入输入端的电 流
输入短路电流IIS (-1.6mA)
真值表
A B CI S C
00000 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111
S ( AB AB)CI ( AB AB)CI
C ( AB AB )CI AB ( A B)CI AB
全加器逻辑图
分立元件门电路
UF
2. 输入全为高电平（3.4V）时 电位箝 在2.1V
1.4V
+5V
R4
T4
b14.1V
c1
T1 3.4V
T2
R5
T5
(3.4V)
R3 0.7V
F
2. 输入全为高电平（3.4V）时 电位箝 在2.1V
1.4V
发射结 全反偏
A ―1‖ B C
R1
R2 1V T3
典型参数：
二、输入负载特性 (UI RI )
R1 3k b1 A B C T1 R2 750 T3 R4 100
+5V
c1
T2
3K
T4
R5 T5
F
UI
V
RI
R3
360
当RI较小时：设：T2、T5 截止 RI UI= (5-UBE1) RI+R1 4.3RI = 3+RI
R1 3k b1 R2
B
二极管与门
口诀：
任0则0 全1则1 F
二、二极管或门
D1
A
F
D2
uA 0V 0V 3V 3V
uB 0V 3V 0V 3V
uF - 0.3V 2.7V 2.7V 2.7V
B
3V 0V R
-12V
2.7V -0.3V
( uD=0.3V )
A
D1
真 值 F 输 A 0 0 1 入 B 0 1 0
表 输出 F 0 1 1
第三章
§3.1 概述
门电路
§3.2 分立元件门电路
§3.3 TTL与非门 §3.4 其它类型的TTL门电路
§3.5 MOS门电路
§3.1 概述
《分立元件基本电路》PPT课件
在多级放大电路中，前级相当于后级的信号源，前级的输出电阻就是信号 源的内阻。后级放大电路的输入电阻就是前级的负载电阻。
15
3.1.3 动态分析
（4）输出电阻ro的测量方法
测量电路如图，输入加正弦电压信号；
测得空载输出电压为 接入负载RL测得输出电压为
U
' o
RS
+
•
US -
放大电路
Au
•
Ii
+
•
Ui
0
交交流、信直流号叠用小加写的字信母号用、小小写写下字标母表、大示，写如下标ib、表u示ce，；如iB、uCE。iB
t
iB IB ib iC IC ic uCE UCE uce
0
4
3.1.1 电路组成
放大电路工作过程
输入信号ui加在放大电路的输入端，经C1
耦合到晶体管T的基极，产生基极电流iB；
（2）由iB在输出曲线上求iC和uCE
画出输出特性曲线及负载线，得
iC
iC
UCE UCC IC RC
Q'
iB'
ib
IC
Q
IB iB''
Q ''
RB C1 +
ui+-
RC iB iC
T
+ C2
+ uCE -
+UCC
+ uo -
ωt 直流分量
交流分量
iC IC ic
ωt
UCE
uCE
uCE UCE uce
放大电路的分析方法概述
放大电路的分析包括静态分析和动态分析。
静态分析——计算静态时的电压和电流。 目的是：选择合适的静态工作点，使放大器处于较佳的工作状态。 动态分析——计算电压放大倍数，输入、输出电阻，输出是否失真等。
15
3.1.3 动态分析
（4）输出电阻ro的测量方法
测量电路如图，输入加正弦电压信号；
测得空载输出电压为 接入负载RL测得输出电压为
U
' o
RS
+
•
US -
放大电路
Au
•
Ii
+
•
Ui
0
交交流、信直流号叠用小加写的字信母号用、小小写写下字标母表、大示，写如下标ib、表u示ce，；如iB、uCE。iB
t
iB IB ib iC IC ic uCE UCE uce
0
4
3.1.1 电路组成
放大电路工作过程
输入信号ui加在放大电路的输入端，经C1
耦合到晶体管T的基极，产生基极电流iB；
（2）由iB在输出曲线上求iC和uCE
画出输出特性曲线及负载线，得
iC
iC
UCE UCC IC RC
Q'
iB'
ib
IC
Q
IB iB''
Q ''
RB C1 +
ui+-
RC iB iC
T
+ C2
+ uCE -
+UCC
+ uo -
ωt 直流分量
交流分量
iC IC ic
ωt
UCE
uCE
uCE UCE uce
放大电路的分析方法概述
放大电路的分析包括静态分析和动态分析。
静态分析——计算静态时的电压和电流。 目的是：选择合适的静态工作点，使放大器处于较佳的工作状态。 动态分析——计算电压放大倍数，输入、输出电阻，输出是否失真等。
7.分立元件门电路ppt课件
5 0.7 iB 4.3 mA 1mA
1 0
YA
14
三、动态开关特性
uI UIH
UIL O iC 0.9IC(sat)
0.1IC(sat) O uO VCC
IC(sat)
ton
toff
uI正跳变到iC上升到 0.9IC(sat)所需的时间ton称 为三极管开通时间。
uI负跳变到iC下降到
t
0.1IC(sat)所需的时间toff称 为三极管关断时间。
6
3.2 分立元件门电路
主要要求：
理解二极管的开关特性。 理解三极管的开关特性、工作条件
7
一、二极管的开关特性
iD(mA)
IF
UBR
uD(V)
0
0.5 0.7
D
+ ui=0V －
+
RL uo －
D
+
+
ui
RL uo
－
－
开关电路
D
+ +－
+
ui=5V 0.7V RL uo
－
－
ui＝0V时，二极管截止，如 同开关断开，uo＝0V。
A BC
A B& C
& &Y
2
第3章 集成逻辑门电路
分立元器件门电路 TTL集成门电路 CMOS集成门电路 本章小结
3
3.1 概 述
主要要求：
了解逻辑门电路的作用和常用类型。 理解高电平信号和低电平信号的含义。
4
一、门电路的作用和常用类型
门电路(Gate Circuit)
指用以实现基本逻辑关系和 常用复合逻辑关系的电子电路。
分立元件门电路
可变
饱和 iB IBS 发射结正偏 集电结正偏 uBE 0 ， uBC 0 iC ICS uCE UCES 0.3 V 很小，相当于开关闭合
表2-2 NPN型三极管截止、放大、饱和3种 工作状态的特点
1.3 二极路结构。
图2-3 二极管与门的电路结构图
数字电子技术
分立元件门电路
二极管的开 关特性
三极管的开 关特性
二极管、三 极管门电路
1.1 二极管的开关特性
如图2-1所示为典型二极管的动态特性曲线。
图2-1 典型二极管的动态特性曲线
由图2-1可知，在 t tF 时，将加在二极管上的电压转为 反向，二极管不是马上截止，而是需要经过以下几个过程。
通过电路实验论证，可得三极管非门电路的工作状态表， 如表2-5所示。
uA
uY
0V
5V
5V
0.3 V
T 截止 导通
表2-5 三极管非门电路工作状态表
由上述可知，在非门电路中，当输入信号为低电平，输出 Y是高电平；当输入信号为高电平，输出Y是低电平，可得非门 电路的逻辑表达式为
YA
数字电子技术
Y AB
如图2-5所示为三极管非门的电路结构。
3．三极管非门
图2-5 三极管非门的电路结构
A是输入信号电压，其低电 平为0 V、高电平为5 V， Y是输 出信号电压。
三极管的导通电压为 uBE 0.7 V ，uCE 0.3 V，电流分配系数为 30 ，可得三极管临界饱和时的基极电流为
iBS
（1）在 tF t0 内，正向电流减小。 （2）在 t0 t2 内，反向电流先增大后减小，这段时间 即为反 向恢复时间。 （3）当反向电流由峰值 减小到其10%时，二极管截止。
饱和 iB IBS 发射结正偏 集电结正偏 uBE 0 ， uBC 0 iC ICS uCE UCES 0.3 V 很小，相当于开关闭合
表2-2 NPN型三极管截止、放大、饱和3种 工作状态的特点
1.3 二极路结构。
图2-3 二极管与门的电路结构图
数字电子技术
分立元件门电路
二极管的开 关特性
三极管的开 关特性
二极管、三 极管门电路
1.1 二极管的开关特性
如图2-1所示为典型二极管的动态特性曲线。
图2-1 典型二极管的动态特性曲线
由图2-1可知，在 t tF 时，将加在二极管上的电压转为 反向，二极管不是马上截止，而是需要经过以下几个过程。
通过电路实验论证，可得三极管非门电路的工作状态表， 如表2-5所示。
uA
uY
0V
5V
5V
0.3 V
T 截止 导通
表2-5 三极管非门电路工作状态表
由上述可知，在非门电路中，当输入信号为低电平，输出 Y是高电平；当输入信号为高电平，输出Y是低电平，可得非门 电路的逻辑表达式为
YA
数字电子技术
Y AB
如图2-5所示为三极管非门的电路结构。
3．三极管非门
图2-5 三极管非门的电路结构
A是输入信号电压，其低电 平为0 V、高电平为5 V， Y是输 出信号电压。
三极管的导通电压为 uBE 0.7 V ，uCE 0.3 V，电流分配系数为 30 ，可得三极管临界饱和时的基极电流为
iBS
（1）在 tF t0 内，正向电流减小。 （2）在 t0 t2 内，反向电流先增大后减小，这段时间 即为反 向恢复时间。 （3）当反向电流由峰值 减小到其10%时，二极管截止。
课题五-分立元件门电路及TTL集成门电路PPT
•
R2
T2
饱和
•
uF=0.3V
结论2:输入全高时,输出为低
R3
+5V
T5饱和, Vce5=0.3V
F
T5
饱和
工作原理小结: 1. 输入有低电平（0.3V）时
VF=3.6V
2. 输入全为高电平（3.6V）时 VF=0.3V
3. 逻辑功能 FABC
T1深饱和
T2截止
T3微饱和
T4放大 T5截止
T1:倒置 T2:饱和 T3:放大 T4:截止 T5:饱和
+5V
A
B C
R1 3k
b1 c1 T1
• E2
T输T实的CR212与现和入2R5运了基级T算输极由3。入电多中级和的发变组发••间 ，R集射3量TR射R级由电极组144A极组是T极E成RV、c22晶成c、可放C，（B2体R以，大5T和、VF22）管它C
•A
输出F级：A由TB3、CT4、T5和R4、R5
集
晶体三极管----晶体三极管逻辑门 （TTL）
成 双极型 射极耦合逻辑门 （ECL）
逻
集成注入逻辑门电路 （ I 2 L）
辑
N沟道MOS门 (NMOS)
门 单极型(MOS型) P 沟道MOS门 (PMOS)
互补MOS门 (CMOS)
集成：把晶体管、电阻、和导线等封装在一个芯片上。
3.1 电路
•
•
V1
阻的增加，反向电流逐渐减小，直至
漏电流Is。
反向恢复时间 tre
ID
电流I由 2VR2 0.1I2,所需的时间。 I1
说明: ⑴转换时间：截止→导通 较小
导通→截止较大
⑵V故i的D最的高开频关率时以间1以0 ttrree来来衡取量值。。
数字电子技术基础第二章门电路课件
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。
数字电子技术基础第二章门电路课件
反向截至
PN结 P 外电场 NN
数字电子技术基础第二章门电路课件
• PN节的动态开关特性
– 动态开关特性是指二极管由导通到截止，或由截止到 导通，瞬变状态下的特性
v
动态时，加到两边的电压突
t
然反向时，电流的变化要稍
微滞后，这是因为PN结要建
i
立起足够的电荷梯度后才有
扩散运动
t
数字电子技术基础第二章门电路课件
三极管的开关特性
数字电路中，三极管作为开关使用， 它工作在饱和区和截 止区，对应电路的两个状态
R 1A
0
&
B
&
&
Y
C
&
数字电子技术基础第二章门电路课件
【例3】 三层楼房，楼道只有一盏灯。试设计该楼道灯控制电 路。要求：在每一层均可控制开关。
开关—A、B、C
合——“1” 开——“0”
灯—Y
亮——“1” 灭——“0”
A、B、C Y
000
0
001
010
1
100
011
101 0
110 111 1
CB A Y 0 00 0 001 1 010 1 011 0 10 0 1 10 1 0 110 0 111 1
数字电子技术基础第二章门电路课件
组合逻辑电路设计
（1）根据设计要求，定义输入、输出逻辑变量，并给输 入、输出逻辑变量赋值，即用0和1表示信号的有关 状态；
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。
数字电子技术基础第二章门电路课件
反向截至
PN结 P 外电场 NN
数字电子技术基础第二章门电路课件
• PN节的动态开关特性
– 动态开关特性是指二极管由导通到截止，或由截止到 导通，瞬变状态下的特性
v
动态时，加到两边的电压突
t
然反向时，电流的变化要稍
微滞后，这是因为PN结要建
i
立起足够的电荷梯度后才有
扩散运动
t
数字电子技术基础第二章门电路课件
三极管的开关特性
数字电路中，三极管作为开关使用， 它工作在饱和区和截 止区，对应电路的两个状态
R 1A
0
&
B
&
&
Y
C
&
数字电子技术基础第二章门电路课件
【例3】 三层楼房，楼道只有一盏灯。试设计该楼道灯控制电 路。要求：在每一层均可控制开关。
开关—A、B、C
合——“1” 开——“0”
灯—Y
亮——“1” 灭——“0”
A、B、C Y
000
0
001
010
1
100
011
101 0
110 111 1
CB A Y 0 00 0 001 1 010 1 011 0 10 0 1 10 1 0 110 0 111 1
数字电子技术基础第二章门电路课件
组合逻辑电路设计
（1）根据设计要求，定义输入、输出逻辑变量，并给输 入、输出逻辑变量赋值，即用0和1表示信号的有关 状态；
数字逻辑课件——分立元件门电路
(5) 当A接5k电阻，B端悬空时，二极管D1为导通状态， 输出VO应为
6 0.7 VO 5 5 5 0.7 3.35V
当用万用表测B点电压时，D2导通， VB应为
VB VO VD
3.35 0.7 2.65V
20
例2.3 反相器原理分析
▪ 三极管T构成的反相器电路如图所示。已知三极管T的VBE = 0.7V， = 30，T饱和时的管压降VCES 0V 。试计算： (1) 当VI为何值时，
uY = 0V + 0.7V = 0.7V ≈ 0V。VD1截止。 4. uA = uB = 3V。
二极管VD1和VD2都导通，
uY = 3 V+ 0.7V = 3.7V ≈ 3V。
4
输出电位与输入电位uA ，uB的关系示于下面左表中，按正
逻辑规定，即高电位代表逻辑1，低电位代表逻辑0，可得
下面右表所示真值表，说明电路实现的是“与”逻辑关系，
(3) 在电路输出为高电平时，由于钳位电路的存 在，VOH 值应为VOH = EQ + VD = 2.9 + 0.7 =3.6V
这时，电路允许的外拉电流ILH应满足
I LH
VCC VOH RC
9 3.6 5.4mA 1
当外拉电流超过5.4mA时， VOH将随ILH的进一步增大 而下降。
24
VB (VBB ) VCC VCES
R2
RC
代入已知参数
VI 0.7 0.7 (9) 9 0
2
20 301
解得 VI 2.27V
当VI大于2.27V时，三 极管T进入饱和状态。
22
(2) 在VI = 3.0V时，可求得三极管基极偏置电流
IB
6 0.7 VO 5 5 5 0.7 3.35V
当用万用表测B点电压时，D2导通， VB应为
VB VO VD
3.35 0.7 2.65V
20
例2.3 反相器原理分析
▪ 三极管T构成的反相器电路如图所示。已知三极管T的VBE = 0.7V， = 30，T饱和时的管压降VCES 0V 。试计算： (1) 当VI为何值时，
uY = 0V + 0.7V = 0.7V ≈ 0V。VD1截止。 4. uA = uB = 3V。
二极管VD1和VD2都导通，
uY = 3 V+ 0.7V = 3.7V ≈ 3V。
4
输出电位与输入电位uA ，uB的关系示于下面左表中，按正
逻辑规定，即高电位代表逻辑1，低电位代表逻辑0，可得
下面右表所示真值表，说明电路实现的是“与”逻辑关系，
(3) 在电路输出为高电平时，由于钳位电路的存 在，VOH 值应为VOH = EQ + VD = 2.9 + 0.7 =3.6V
这时，电路允许的外拉电流ILH应满足
I LH
VCC VOH RC
9 3.6 5.4mA 1
当外拉电流超过5.4mA时， VOH将随ILH的进一步增大 而下降。
24
VB (VBB ) VCC VCES
R2
RC
代入已知参数
VI 0.7 0.7 (9) 9 0
2
20 301
解得 VI 2.27V
当VI大于2.27V时，三 极管T进入饱和状态。
22
(2) 在VI = 3.0V时，可求得三极管基极偏置电流
IB
48第3章 分立元件基本电路第3版PPT课件
15
微变等效电路
RB
C1
+
+
RC
iC
+ C2
+UCC
＋
iB
+
+
ui
u +
UBE
UCE RL
0
_
－－
－
ib
ic
r i RB
b
e b
RC
＋
u RL o
_
16
（1）电压放大倍数
ib
ic
＋
ui
r RB
be
RC
_
ib
＋
u RL o
_
1）带负载时的电压放大倍数
AuU U oi -βIb(rbC R Ie/b /L)R β(
第3章 分立元件基本电路
3.1 共发射极放大电路 3.2 共集电极放大电路 3.3 共源极放大电路 3.4 分立元件组成的基本门电路
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
3.1 共发射极放大电路
＋
RS
＋
•
RB
US _
rbe
I•b
•
RC RL Uo _
ro
U ro I RC
20
（3）输出电阻
I•i
＋
RS
＋
•
US _
ui
_
ro
＋
I• O
Uo
ro
RL RL
UO
ri ＋
u• O
_
•
U’o
微变等效电路
RB
C1
+
+
RC
iC
+ C2
+UCC
＋
iB
+
+
ui
u +
UBE
UCE RL
0
_
－－
－
ib
ic
r i RB
b
e b
RC
＋
u RL o
_
16
（1）电压放大倍数
ib
ic
＋
ui
r RB
be
RC
_
ib
＋
u RL o
_
1）带负载时的电压放大倍数
AuU U oi -βIb(rbC R Ie/b /L)R β(
第3章 分立元件基本电路
3.1 共发射极放大电路 3.2 共集电极放大电路 3.3 共源极放大电路 3.4 分立元件组成的基本门电路
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
3.1 共发射极放大电路
＋
RS
＋
•
RB
US _
rbe
I•b
•
RC RL Uo _
ro
U ro I RC
20
（3）输出电阻
I•i
＋
RS
＋
•
US _
ui
_
ro
＋
I• O
Uo
ro
RL RL
UO
ri ＋
u• O
_
•
U’o
分立元件基本逻辑门电路
分立元件基本逻辑门电路1、二极管与门电路图1(a)所示是二极管与门电路，它有两个输入端A和B，一个输出端Y。
也可以认为A和B是它的两个输入信号或称输入变量，Y是输出信号或称输出变量。
图1(b)和(c)所示分别为与门电路的规律符号和波形图。
(a)电路(b)规律符号(c)波形图图1 二极管与门电路当输入变量A和B全为1时(设两个输入端的电位均为3V)，电源+5V 的正端经电阻R向两个输入端流通电流(电源的负端接“地”，图中未标出)，和两管都导通，输出端Y的电位略高于3V(因二极管的正向电压降有零点几伏)，因此输出变量Y为1。
当输入变量不全为1，而有一个或两个全为0时，即该输入端的电位在0V四周。
例如A为0，B为1，则优先导通。
这时输入端Y的电位也在0V四周，因此Y为0。
因承受反向电压而截止。
只有当输入变量全为1时，输出变量Y才为1，这合乎与门的要求。
与规律关系式为(1)图1(a)有两个输入端，输入信号有1和0两种状态，共有四种组合，因此可用表1完整地列出四种输入、输出规律状态。
它可和图12.2(c)的波形图相对比。
表1 与门规律状态表ABY000010100111 2、二极管或门电路图2(a)所示是二极管或门电路。
比较一下图1(a)和图2(a)就可看出，后者二极管的极性与前者接得相反，其阴极相连经电阻R接“地”。
(a)电路(b)规律符号(c)波形图图2 二极管或门电路当输入变量只要有一个为1时，输出就为1。
例如A为1，B为0，则优先导通，输出变量Y也为1。
因承受反向电压而截止。
只有当输入变量全为0时，输出变量Y才为0，此时两只二极管都截止。
或规律关系式为(2)表2是或门的输入、输出规律状态表，它可和图2(c)的波形图相对比。
图2(b)是或门电路的规律符号。
表2 或门规律状态表ABY000011101111 3、晶体管非门电路图3(a)所示是晶体管非门电路。
晶体管非门电路不同于放大电路，管子的工作状态或从截止转为饱和，或从饱和转为截止。
分立元件门电路86页PPT
分立元件门电路
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
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15
第一节 半导体二极管门电路
4. 三极管的开关等效电路
c
c
b b
e
e
截止状态
IC 0
相当于开关断开。
饱和状态
VCE返回
16
5. 三极管反相器
R1 A
（vI）
Vcc RC
T R2
Y （vo）
-VEE
三极管非门（反相器）
第一节 半导体二极管门电路
仿真
为保证在输入低电平时, 三极管可靠截止， 接入了电阻R2和负电源VEE。
静态：断开时，其等效电阻ROFF = ∞， 通过其中的电流 IOFF = 0。
闭合时，其等效电阻ROFF = 0， 其上的电压 UAK = 0。
动态：开通时间tON = 0。 关断时间tOFF = 0。
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6
第一节 半导体二极管门电路
2. 半导体二极管的开关特性
VCC
动画
控制二极管 的开关状态
Y
0
0
0
0
1
1
A Y
B
逻辑符号
1
0
1
1 1 1 逻辑函数式 Y A B
二极管或门同样存在输出电平偏移的问题，
也只用于集成电路内部的逻辑单元。
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12
第一节 半导体二极管门电路
二、半导体三极管的开关特性
1. 三极管的输入特性
iB/μA
实际特性
O
VON
理想特性
UBE/V
iB
+
vBE
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10
四、二极管或门
第一节 半导体二极管门电路
1. 电路组成及工作原理
最简单的或门也是由二极管和电阻组成。
图中A、B为两个输入变量，Y为输出变量。
设输入的高、低电平分别为3V、0V，
D1 A
B D2 R
二极管或门
二极管的正向导通压降为0.7V 。
二极管或门的逻辑电平
Y
A/V B/V Y/V
-
0
uCE/V 截止区：iC几乎为零 ICEO通常在1μA以下
ic + vce
-
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14
第一节 半导体二极管门电路
3. 三极管的基本开关电路
iC RC
动画
+
+ RB
vI
vO
VCC
-
-
若参数选择合理 三极管截止时相当于开关断开，输出高电平； 三极管导通时相当于开关闭合，输出低电平。
上页 下页 返回
获得高，低电平的基本原理
4
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4. 正逻辑和负逻辑
1
第一节 半导体二极管门电路
0
0
正逻辑
用１表示高电平 用０表示低电平
1
负逻辑
用0表示高电平 用1表示低电平
今后除非特别说明，本书中一律采用正逻辑。
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5
第一节 半导体二极管门电路
二、半导体二极管的开关特性
1.理想开关的开关特性
2. 真值表
仿真
如果规定3V以上为高电平，用逻辑1 状态表示，
0.7V以下为低电平，用逻辑0状态表示，则可得如下真值表。
二极管与门的真值表
A
B
Y
0
0
0
A Y
B
0
1
0
逻辑符号
1
0
0
1
1
1
逻辑函数式 Y AB
这种与门电路虽然简单，但输出的高、低电平数值和输入
的高、低电平数值不相等，负载电阻的改变有时会影响输出高 电平。仅用作集成电路内部的逻辑单元。
设输入的高、低电平分别为3V、0V，
R
二极管的正向导通压降为0.7V 。
D1
A
二极管与门的逻辑电平 Y
A/V B/V Y/V
B D2
二极管与门
0
0
0.7 D1、D2导通
0
3
0.7 D1导通 D2截止
3
0
0.7 D1截止 D2导通
3
3
3.7 D1、 D2导通
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9
第一节 半导体二极管门电路
0
0
0 D1、D2截止
0
3
2.3 D1截止D2导通
3
0
2.3 D1导通D2截止
3
3
2.3 D1、 D2导通
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11
第一节 半导体二极管门电路
2. 真值表
仿真
如果规定2.3V以上为高电平，用逻辑1 状态表示，
0.7V以下为低电平，用逻辑0状态表示，则可得如下真值表。
二极管或门的真值表
A
B
R D
+
+
vI
vO
-
-
假定二极管D
为理想二极管
二极管开关电路
vI VIL 0 时，二极管导通 vO VOL 0 vI VIH VCC 时，二极管截止 vO VOH VCC
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7
第一节 半导体二极管门电路
在分析各种实际的二极管电路时，由于二极管 的特性并不是理想的开关特性，所以并不是任何时 候都能假定二极管为理想二极管。
3
第一节 半导体二极管门电路
3.高、低电平与正、负逻辑
高电平和低电平是两种状态，是两个不同 的可以截然区别开来的电压范围。
在电子电路中用高、低电平，分别表示二 值逻辑的 1 和 0 两种逻辑状态。
控制 开关S
输 入 vI 信 号
Vcc R
S
输
出 vO 信
号
S断开时，输出高电平 S接通时，输出低电平
-
vBE > VON 时三极管导通 vBE < VON 时三极管截止
13
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2. 三极管的输出特性
iC/mA 饱和区：UCE很小 深度饱和时在0.3V
以下
O
放大区： iC随iB成正比地变化 几乎不受vCE变化的影响
第一节 半导体二极管门电路
iB=80μA
60
放大区
40 20
iB
+
vBE
与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、 异或门等。
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2
2.逻辑变量与状态开关
第一节 半导体二极管门电路
在二值逻辑中，逻辑变量的取值不是１就 是０，在数字电路中，与之对应的是： 电子 开关的两种状态。
半导体二极管 、三极管和MOS管， 则是构成这种电子开关的基本开关元件。
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第一节 半导体二极管门电路
3.1 半导体二极管、三极管的开关特 性及门电路
概述
半导体二极管的开关特性 半导体三极管的开关特性
推出 下页 总目录
1
一、概述
第一节 半导体二极管门电路
1.门电路的概念 用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电
路，通称为逻辑门电路，简称门电路。 常用的门电路在逻辑功能上有：
VI VIH
VO VOL
T深度饱和
VI VIL T截止
A
Y Y A
VO VOH
逻辑符号
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17
i
反向电阻 不是无穷
大
o
正向电 阻不是0
i Is (ev VT 1)
v
二极管的伏安特性
为简化分析和计算，常用近似的二极管特性。
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8
三、二极管与门
第一节 半导体二极管门电路
1. 电路组成及工作原理
最简单的与门可以由二极管和电阻组成。
图中A、B为两个输入变量，Y为输出变量。
VCC（5V）
第一节 半导体二极管门电路
4. 三极管的开关等效电路
c
c
b b
e
e
截止状态
IC 0
相当于开关断开。
饱和状态
VCE返回
16
5. 三极管反相器
R1 A
（vI）
Vcc RC
T R2
Y （vo）
-VEE
三极管非门（反相器）
第一节 半导体二极管门电路
仿真
为保证在输入低电平时, 三极管可靠截止， 接入了电阻R2和负电源VEE。
静态：断开时，其等效电阻ROFF = ∞， 通过其中的电流 IOFF = 0。
闭合时，其等效电阻ROFF = 0， 其上的电压 UAK = 0。
动态：开通时间tON = 0。 关断时间tOFF = 0。
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6
第一节 半导体二极管门电路
2. 半导体二极管的开关特性
VCC
动画
控制二极管 的开关状态
Y
0
0
0
0
1
1
A Y
B
逻辑符号
1
0
1
1 1 1 逻辑函数式 Y A B
二极管或门同样存在输出电平偏移的问题，
也只用于集成电路内部的逻辑单元。
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12
第一节 半导体二极管门电路
二、半导体三极管的开关特性
1. 三极管的输入特性
iB/μA
实际特性
O
VON
理想特性
UBE/V
iB
+
vBE
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10
四、二极管或门
第一节 半导体二极管门电路
1. 电路组成及工作原理
最简单的或门也是由二极管和电阻组成。
图中A、B为两个输入变量，Y为输出变量。
设输入的高、低电平分别为3V、0V，
D1 A
B D2 R
二极管或门
二极管的正向导通压降为0.7V 。
二极管或门的逻辑电平
Y
A/V B/V Y/V
-
0
uCE/V 截止区：iC几乎为零 ICEO通常在1μA以下
ic + vce
-
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14
第一节 半导体二极管门电路
3. 三极管的基本开关电路
iC RC
动画
+
+ RB
vI
vO
VCC
-
-
若参数选择合理 三极管截止时相当于开关断开，输出高电平； 三极管导通时相当于开关闭合，输出低电平。
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获得高，低电平的基本原理
4
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4. 正逻辑和负逻辑
1
第一节 半导体二极管门电路
0
0
正逻辑
用１表示高电平 用０表示低电平
1
负逻辑
用0表示高电平 用1表示低电平
今后除非特别说明，本书中一律采用正逻辑。
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5
第一节 半导体二极管门电路
二、半导体二极管的开关特性
1.理想开关的开关特性
2. 真值表
仿真
如果规定3V以上为高电平，用逻辑1 状态表示，
0.7V以下为低电平，用逻辑0状态表示，则可得如下真值表。
二极管与门的真值表
A
B
Y
0
0
0
A Y
B
0
1
0
逻辑符号
1
0
0
1
1
1
逻辑函数式 Y AB
这种与门电路虽然简单，但输出的高、低电平数值和输入
的高、低电平数值不相等，负载电阻的改变有时会影响输出高 电平。仅用作集成电路内部的逻辑单元。
设输入的高、低电平分别为3V、0V，
R
二极管的正向导通压降为0.7V 。
D1
A
二极管与门的逻辑电平 Y
A/V B/V Y/V
B D2
二极管与门
0
0
0.7 D1、D2导通
0
3
0.7 D1导通 D2截止
3
0
0.7 D1截止 D2导通
3
3
3.7 D1、 D2导通
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9
第一节 半导体二极管门电路
0
0
0 D1、D2截止
0
3
2.3 D1截止D2导通
3
0
2.3 D1导通D2截止
3
3
2.3 D1、 D2导通
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11
第一节 半导体二极管门电路
2. 真值表
仿真
如果规定2.3V以上为高电平，用逻辑1 状态表示，
0.7V以下为低电平，用逻辑0状态表示，则可得如下真值表。
二极管或门的真值表
A
B
R D
+
+
vI
vO
-
-
假定二极管D
为理想二极管
二极管开关电路
vI VIL 0 时，二极管导通 vO VOL 0 vI VIH VCC 时，二极管截止 vO VOH VCC
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7
第一节 半导体二极管门电路
在分析各种实际的二极管电路时，由于二极管 的特性并不是理想的开关特性，所以并不是任何时 候都能假定二极管为理想二极管。
3
第一节 半导体二极管门电路
3.高、低电平与正、负逻辑
高电平和低电平是两种状态，是两个不同 的可以截然区别开来的电压范围。
在电子电路中用高、低电平，分别表示二 值逻辑的 1 和 0 两种逻辑状态。
控制 开关S
输 入 vI 信 号
Vcc R
S
输
出 vO 信
号
S断开时，输出高电平 S接通时，输出低电平
-
vBE > VON 时三极管导通 vBE < VON 时三极管截止
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2. 三极管的输出特性
iC/mA 饱和区：UCE很小 深度饱和时在0.3V
以下
O
放大区： iC随iB成正比地变化 几乎不受vCE变化的影响
第一节 半导体二极管门电路
iB=80μA
60
放大区
40 20
iB
+
vBE
与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、 异或门等。
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2
2.逻辑变量与状态开关
第一节 半导体二极管门电路
在二值逻辑中，逻辑变量的取值不是１就 是０，在数字电路中，与之对应的是： 电子 开关的两种状态。
半导体二极管 、三极管和MOS管， 则是构成这种电子开关的基本开关元件。
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第一节 半导体二极管门电路
3.1 半导体二极管、三极管的开关特 性及门电路
概述
半导体二极管的开关特性 半导体三极管的开关特性
推出 下页 总目录
1
一、概述
第一节 半导体二极管门电路
1.门电路的概念 用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电
路，通称为逻辑门电路，简称门电路。 常用的门电路在逻辑功能上有：
VI VIH
VO VOL
T深度饱和
VI VIL T截止
A
Y Y A
VO VOH
逻辑符号
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17
i
反向电阻 不是无穷
大
o
正向电 阻不是0
i Is (ev VT 1)
v
二极管的伏安特性
为简化分析和计算，常用近似的二极管特性。
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8
三、二极管与门
第一节 半导体二极管门电路
1. 电路组成及工作原理
最简单的与门可以由二极管和电阻组成。
图中A、B为两个输入变量，Y为输出变量。
VCC（5V）