优选第二章逻辑门电路基础
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三极管的输入特性曲线（NPN）
VON ：开启电压
硅管，0.5 ~ 0.7V 锗管，0.2 ~ 0.3V
近似认为:
VBE < VON VBE ≥ VON
iB = 0
iB 的大小由外电路电压，电阻决定
iB
VBB VBE Rb
三极管的输出特性
固定一个IB值，即得一条曲线，
在VCE > 0.7V以后，基本为水平直线
5
解：（1）vi＝3V
iB
3 0.7 10
0.23( mA )
I BS
VCC RC
5 60 10
0.0083(mA)
因为iB＞IBS 所以三 极管处于饱和状态，如 右图中的E点所示。
iC
5 0.3 10
0.47( m A)
vo VCES 0.3V
5
（2）vi＝-2V
因为vBE< 0，反 偏，所以三极管处于 截止状态，如右图中 的A点所示。
（二）二极管的动态开关特性
二极管的动态开关特性是指二极管从一个状态到另 一个状态的过渡过程中的特性。
给二极管电路加入一个方波信号，电流的波形怎样呢？
5
1. 反向恢复过程 通常把二极管从
正向导通转为反向截 止所经历的转换过程 称为反向恢复过程。
ts为存储时间
tt称为渡越时间
tre＝ts十tt
5
称为反向恢复时间
5 若iB < IBS（或者 ßiB < ICS），则三极管处于放大状态。
例2-1 判断图电路中三极管的状态，其中 Rb=2k，RC=2k，VCC=12V，ß=50。
将三极管拿 开，发射结零偏， 所以三极管截止。
5
例2-4 电路及参数如图所示，三极管的VBE=0.7V，β ＝60，输入电压vi取值3V和-2V。 （1）当vi＝3V时判断三极管的状态，并求出iC和vo的 值。 （2）当vi＝-2V时判断三极管的状态，并求出iC和vo的 值。
VI
VON RB
, 并有对应的iC
iB流过RC
于是得到VO VCE VCC iC RC VCC iB RC 。
所以VI iB iC VO , 三极管工作在放大区
AV VO VI
(3) 当VI继续上升，i B继续上升，VO继续下降。 当RC上压降接近于VCC时，VO 0。 三极管工作在深饱和状态VO VOL VCE (sat ) 0。
产生反向恢复过程的原因：电荷存储效应
反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。
P 区 耗尽层 N 区
(a) +
－
P 区中电子 浓度分布
(b)
N 区中空穴 浓度分布
x
Ln
Lp
同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间， 这段时间称为开通时间。开通时间比反向恢复时间
5 要小得多，一般可以忽略不计。
5
（一）二极管的静态开关特性
二极管的静态开关特性是指二极管稳定地处于导 通和稳定处于截止时的特性。
二极管正偏时导通，管压降为0V，流过二极管 的电流大小决定于外电路，相当于开关闭合。二极 管反偏时截止，流过二极管的电流为0，相当于开 关打开，二极管两端电压的大小决定于外电路。这
5 就是二极管的静态开关特性。
间“断开” 。
iC f (VCE )
三、双极型三极管的基本开关
电路
只要参数合理：
VI=VIL时，T截止，VO=VOH VI=VIH时，T导通，VO=VOL
工作状态分析：
(1) 设VI VIL 0, 则VBE VON
T截止，iB , iC近似为0。
(2)
当VI上升至 VON 后，有i B产生, iB
iC f (VCE )
特性曲线分三个部分 ① 放大区：条件VCE > 0.7V, iB >0, iC随iB成正比
变化， ΔiC=βΔiB。 ② 饱和区：条件VCE < 0.7V, iB >0, VCE 很低，ΔiC
随ΔiB增加变缓，趋于“饱和”。 ③ 截止区：条件VBE = 0.7V, iB = 0, iC = 0, c—e
图解分析法：
VCE VCC RC iC VCC RC iB
VRC RC iC
四、三极管的开关等效电路
ห้องสมุดไป่ตู้
截止状态
饱和导通状态
二、双极型三极管的开关特性
（一）双极型三极管的静态开关特性
三极管的静态开关特性是指三极管稳定地处 于饱和或截止状态时的特性。
（二）双极型三极管的动态开关特性
三极管的动态开关特性是指三极管从一个 状态到另一个状态的过渡过程中的特性。
2. 对输入信号vi的要求
– 输入信号vi的负半周的宽度应大于tre ，这样 二极管才具有单向导电性。若小于，二极 管还没有到达截止状态，就又必须随输入 脉冲而导通，从而失去单向导电性。
– 输入信号vi的正半周的宽度要求比较低。 – 输入信号vi的频率不可太高，由tre时间决定。
5
复习三极管的输入特性和输出特性
优选第二章逻辑门电路基础
本章主要内容
第一节 二极管、三极管的开关特性 第二节 二极管逻辑门电路 第三节 TTL逻辑门电路 第四节 射极耦合逻辑门电路(**) 第五节 CMOS逻辑门电路 第六节 各种逻辑的门电路之间的接口问题
5
第一节 二极管、三极管的开关特性
一、二极管的开关特性
（一）二极管的静态开关特性 （二）二极管的动态开关特性
5
（一）双极型三极管的静态开关特性
判断三极管工作状态的解题思路：
（1）把三极管从电路中拿走，在此电路拓扑结构下求三极管 的发射结电压，若发射结反偏或零偏或小于死区电压值，则三 极管截止。若发射结正偏，则三极管可能处于放大状态或处于 饱和状态，需要进一步判断。进入步骤（2）。 （2）把三极管放入电路中，电路的拓扑结构回到从前。假设 三极管处于临界饱和状态（三极管既可以认为是处于饱和状态 也可以认为是处于放大状态，在放大区和饱和区的交界区域， 此时三极管既有饱和状态时的特征VCES =0.3V，又有放大状态 时的特征IC=ßIB），求此时三极管的集电极临界饱和电流 ICS ，进而求出基极临界饱和电流IBS 。集电极临界饱和电流ICS 是三极管的集电极可能流过的最大电流。 （3）在原始电路拓扑结构基础上，求出三极管的基极支路中 实际流动的电流iB。 （4）比较iB和IBS的大小： 若iB > IBS（或者 ßiB > ICS），则三极管处于饱和状态。
5
iC 0
vo 5V
NPN型三极管三种工作状态的特点P47
VON ：开启电压
硅管，0.5 ~ 0.7V 锗管，0.2 ~ 0.3V
近似认为:
VBE < VON VBE ≥ VON
iB = 0
iB 的大小由外电路电压，电阻决定
iB
VBB VBE Rb
三极管的输出特性
固定一个IB值，即得一条曲线，
在VCE > 0.7V以后，基本为水平直线
5
解：（1）vi＝3V
iB
3 0.7 10
0.23( mA )
I BS
VCC RC
5 60 10
0.0083(mA)
因为iB＞IBS 所以三 极管处于饱和状态，如 右图中的E点所示。
iC
5 0.3 10
0.47( m A)
vo VCES 0.3V
5
（2）vi＝-2V
因为vBE< 0，反 偏，所以三极管处于 截止状态，如右图中 的A点所示。
（二）二极管的动态开关特性
二极管的动态开关特性是指二极管从一个状态到另 一个状态的过渡过程中的特性。
给二极管电路加入一个方波信号，电流的波形怎样呢？
5
1. 反向恢复过程 通常把二极管从
正向导通转为反向截 止所经历的转换过程 称为反向恢复过程。
ts为存储时间
tt称为渡越时间
tre＝ts十tt
5
称为反向恢复时间
5 若iB < IBS（或者 ßiB < ICS），则三极管处于放大状态。
例2-1 判断图电路中三极管的状态，其中 Rb=2k，RC=2k，VCC=12V，ß=50。
将三极管拿 开，发射结零偏， 所以三极管截止。
5
例2-4 电路及参数如图所示，三极管的VBE=0.7V，β ＝60，输入电压vi取值3V和-2V。 （1）当vi＝3V时判断三极管的状态，并求出iC和vo的 值。 （2）当vi＝-2V时判断三极管的状态，并求出iC和vo的 值。
VI
VON RB
, 并有对应的iC
iB流过RC
于是得到VO VCE VCC iC RC VCC iB RC 。
所以VI iB iC VO , 三极管工作在放大区
AV VO VI
(3) 当VI继续上升，i B继续上升，VO继续下降。 当RC上压降接近于VCC时，VO 0。 三极管工作在深饱和状态VO VOL VCE (sat ) 0。
产生反向恢复过程的原因：电荷存储效应
反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。
P 区 耗尽层 N 区
(a) +
－
P 区中电子 浓度分布
(b)
N 区中空穴 浓度分布
x
Ln
Lp
同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间， 这段时间称为开通时间。开通时间比反向恢复时间
5 要小得多，一般可以忽略不计。
5
（一）二极管的静态开关特性
二极管的静态开关特性是指二极管稳定地处于导 通和稳定处于截止时的特性。
二极管正偏时导通，管压降为0V，流过二极管 的电流大小决定于外电路，相当于开关闭合。二极 管反偏时截止，流过二极管的电流为0，相当于开 关打开，二极管两端电压的大小决定于外电路。这
5 就是二极管的静态开关特性。
间“断开” 。
iC f (VCE )
三、双极型三极管的基本开关
电路
只要参数合理：
VI=VIL时，T截止，VO=VOH VI=VIH时，T导通，VO=VOL
工作状态分析：
(1) 设VI VIL 0, 则VBE VON
T截止，iB , iC近似为0。
(2)
当VI上升至 VON 后，有i B产生, iB
iC f (VCE )
特性曲线分三个部分 ① 放大区：条件VCE > 0.7V, iB >0, iC随iB成正比
变化， ΔiC=βΔiB。 ② 饱和区：条件VCE < 0.7V, iB >0, VCE 很低，ΔiC
随ΔiB增加变缓，趋于“饱和”。 ③ 截止区：条件VBE = 0.7V, iB = 0, iC = 0, c—e
图解分析法：
VCE VCC RC iC VCC RC iB
VRC RC iC
四、三极管的开关等效电路
ห้องสมุดไป่ตู้
截止状态
饱和导通状态
二、双极型三极管的开关特性
（一）双极型三极管的静态开关特性
三极管的静态开关特性是指三极管稳定地处 于饱和或截止状态时的特性。
（二）双极型三极管的动态开关特性
三极管的动态开关特性是指三极管从一个 状态到另一个状态的过渡过程中的特性。
2. 对输入信号vi的要求
– 输入信号vi的负半周的宽度应大于tre ，这样 二极管才具有单向导电性。若小于，二极 管还没有到达截止状态，就又必须随输入 脉冲而导通，从而失去单向导电性。
– 输入信号vi的正半周的宽度要求比较低。 – 输入信号vi的频率不可太高，由tre时间决定。
5
复习三极管的输入特性和输出特性
优选第二章逻辑门电路基础
本章主要内容
第一节 二极管、三极管的开关特性 第二节 二极管逻辑门电路 第三节 TTL逻辑门电路 第四节 射极耦合逻辑门电路(**) 第五节 CMOS逻辑门电路 第六节 各种逻辑的门电路之间的接口问题
5
第一节 二极管、三极管的开关特性
一、二极管的开关特性
（一）二极管的静态开关特性 （二）二极管的动态开关特性
5
（一）双极型三极管的静态开关特性
判断三极管工作状态的解题思路：
（1）把三极管从电路中拿走，在此电路拓扑结构下求三极管 的发射结电压，若发射结反偏或零偏或小于死区电压值，则三 极管截止。若发射结正偏，则三极管可能处于放大状态或处于 饱和状态，需要进一步判断。进入步骤（2）。 （2）把三极管放入电路中，电路的拓扑结构回到从前。假设 三极管处于临界饱和状态（三极管既可以认为是处于饱和状态 也可以认为是处于放大状态，在放大区和饱和区的交界区域， 此时三极管既有饱和状态时的特征VCES =0.3V，又有放大状态 时的特征IC=ßIB），求此时三极管的集电极临界饱和电流 ICS ，进而求出基极临界饱和电流IBS 。集电极临界饱和电流ICS 是三极管的集电极可能流过的最大电流。 （3）在原始电路拓扑结构基础上，求出三极管的基极支路中 实际流动的电流iB。 （4）比较iB和IBS的大小： 若iB > IBS（或者 ßiB > ICS），则三极管处于饱和状态。
5
iC 0
vo 5V
NPN型三极管三种工作状态的特点P47