電子技術(shù)第八講ppt課件

1、請回憶實現(xiàn)與、或、非邏輯的開關(guān)電路形式？它們有何共同特點？開關(guān)電路與邏輯電路是如何聯(lián)系起來的？ 數(shù)字電路中的晶體二極管、三極管和MOS管工作在開關(guān)狀態(tài)。導(dǎo)通狀態(tài)：相當于開關(guān)閉合截止狀態(tài)：相當于開關(guān)斷開。邏輯變量兩狀態(tài)開關(guān)： 在邏輯代數(shù)中邏輯變量有兩種取值：0和1；電子開關(guān)有兩種狀態(tài)：閉合、斷開。半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管，則是構(gòu)成這種電子開關(guān)的基本開關(guān)元件。 (1) 靜態(tài)特性： 斷開時，開關(guān)兩端的電壓不管多大，等效電阻ROFF = 無窮，電流IOFF = 0。 閉合時，流過其中的電流不管多大，等效電阻RON = 0，電壓UAK = 0。 (2) 動態(tài)特性：開通時間 ton = 0 關(guān)斷時間

2、 toff = 0 理想開關(guān)的開關(guān)特性： 客觀世界中，沒有理想開關(guān)。乒乓開關(guān)、繼電器、接觸器等的靜態(tài)特性十分接近理想開關(guān)，但動態(tài)特性很差，無法滿足數(shù)字電路一秒鐘開關(guān)幾百萬次乃至數(shù)千萬次的需要。半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管做為開關(guān)使用時，其靜態(tài)特性不如機械開關(guān)，但動態(tài)特性很好。正向?qū)〞rUD(ON)0.7V硅） 0.3V鍺）RD幾 幾十相當于開關(guān)閉合 圖2-1 二極管的伏安特性曲線反向截止時反向飽和電流極小反向電阻很大約幾百k）相當于開關(guān)斷開圖2-1 二極管的伏安特性曲線圖2-2 二極管的開關(guān)等效電路(a) 導(dǎo)通時 (b) 截止時圖2-1 二極管的伏安特性曲線開啟電壓理想化伏安特性曲線2. 動

3、態(tài)特性：若輸入信號頻率過高，二極管會雙向?qū)ǎ蜗驅(qū)щ娮饔?。因此高頻應(yīng)用時需考慮此參數(shù)。二極管從截止變?yōu)閷?dǎo)通和從導(dǎo)通變?yōu)榻刂苟夹枰欢ǖ臅r間。通常后者所需的時間長得多。 反向恢復(fù)時間tre ：二極管從導(dǎo)通到截止所需的時間。一般為納秒數(shù)量級通常tre 5ns ）。1. 靜態(tài)特性及開關(guān)等效電路在數(shù)字電路中，三極管作為開關(guān)元件，主要工作在飽和和截止兩種開關(guān)狀態(tài)，放大區(qū)只是極短暫的過渡狀態(tài)。圖2-3三極管的三種工作狀態(tài)（a電路 （b輸出特性曲線開關(guān)等效電路(1) 截止狀態(tài) 條件：發(fā)射結(jié)反偏特點：電流約為0 (2)飽和狀態(tài)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏特點：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅圖

4、2-4三極管開關(guān)等效電路(a) 截止時 (b) 飽和時2. 三極管的開關(guān)時間動態(tài)特性）圖2-5 三極管的開關(guān)時間 開啟時間ton 上升時間tr延遲時間td關(guān)閉時間toff下降時間tf存儲時間ts(1) 開啟時間ton 三極管從截止到飽和所需的時間。ton = td +tr td ：延遲時間 tr ：上升時間(2) 關(guān)閉時間toff 三極管從飽和到截止所需的時間。toff = ts +tf ts ：存儲時間幾個參數(shù)中最長的；飽和越深越長）tf ：下降時間toff ton 。開關(guān)時間一般在納秒數(shù)量級。高頻應(yīng)用時需考慮。開關(guān)時間一般在納秒數(shù)量級。高頻應(yīng)用時需考慮。門電路的概念： 實現(xiàn)基本和常用邏輯運

5、算的電子電路，叫邏輯門電路。實現(xiàn)與運算的叫與門，實現(xiàn)或運算的叫或門，實現(xiàn)非運算的叫非門，也叫做反相器，等等。分立元件門電路和集成門電路: 分立元件門電路：用分立的元件和導(dǎo)線連接起來構(gòu)成的門電路。簡單、經(jīng)濟、功耗低，負載差。 集成門電路：把構(gòu)成門電路的元器件和連線都制作在一塊半導(dǎo)體芯片上，再封裝起來，便構(gòu)成了集成門電路。現(xiàn)在使用最多的是CMOS和TTL集成門電路。A、B為輸入信號為輸入信號 （+3V或或0V）F 為輸出信號為輸出信號 VCC+12V表2-1電路輸入與輸出電壓的關(guān)系A(chǔ)BF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V用邏輯1表示高電平此例為+3V）用邏輯0表示低電

6、平此例為0.7V）ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V3. 邏輯賦值并規(guī)定高低電平4. 真值表ABF000010100111表2-2 二極管與門的真值表A A、B B全全1 1，F(xiàn) F才為才為1 1。可見實現(xiàn)了與邏輯圖2-6 二極管與門（a電路 （b邏輯符號 （c工作波形電路輸入與輸出電壓的關(guān)系A(chǔ)BF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VA、B為輸入信號（為輸入信號（+3V或或0V）F為輸出信號為輸出信號 4. 真值表ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V可見實現(xiàn)了或邏輯3. 邏輯賦值并規(guī)定高低電平用邏輯1表示

7、高電平此例為+2.3V）用邏輯0表示低電平此例為0V）ABF000011101111A A、B B有有1 1，F(xiàn) F就就1 1。表2-2 二極管或門的真值表圖2-7 二極管或門（a電路 （b邏輯符號 （c工作波形 電位指絕對電壓的大??；電平指一定的電壓范圍。 高電平和低電平：在數(shù)字電路中分別表示兩段電壓范圍。 例：上面二極管與門電路中規(guī)定高電平為3V，低電平0.7V。 又如，TTL電路中，通常規(guī)定高電平的額定值為3V，但從2V到5V都算高電平；低電平的額定值為0.3V，但從0V到0.8V都算作低電平。2. 邏輯狀態(tài)賦值 在數(shù)字電路中，用邏輯0和邏輯1分別表示輸入、輸出高電平和低電平的過程稱為邏

8、輯賦值。 經(jīng)過邏輯賦值之后可以得到邏輯電路的真值表，便于進行邏輯分析。圖2-8 非門(a) 電路 （b邏輯符號A、B為輸入信號為輸入信號 （+3.6V或或0.3V）F為輸出信號為輸出信號 AF0.3V+VCC3.6V0.3V3. 邏輯賦值并規(guī)定高低電平用邏輯1表示高電平此例為+3.6V）用邏輯0表示低電平此例為0.3V）4. 真值表AF0.3V+VCC3.6V0.3VAF0110表2-4 三極管非門的真值表A與F相反可見實現(xiàn)了非邏輯Y=A正邏輯體系：用1表示高電平，用0表示低電平。負邏輯體系：用1表示低電平，用0表示高電平。 對于同一個門電路，可以采用正邏輯，也可以采用負邏輯。 本書若無特殊說明，一律采用正邏輯體制