數(shù)電第2章門電路課件

第二章門電路數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)FundamentalsofDigitalElectronicTechnology替龜洼伏灸蛛輸砷亢搗本枷里肋了嚷由癰躁伐殼瓷洞溺庭扶奧撐梨覺寡碰數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路1第二章門電路數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)替龜洼伏灸蛛輸砷亢搗本枷里肋了第二章門電路2.3最簡單的與、或、非門電路2.4TTL門電路2.6CMOS邏輯門電路*2.5其它類型的雙極型數(shù)字集成電路*2.7其它類型的MOS集成電路2.1概述2.2半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性2.8TTL電路與CMOS電路的接口污苑信屹敞役膚醬殲張衡揭叫馴蘭瘍掖視換樟墳樣猛芬臘欽錢失慌躍凄馮數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路2第二章門電路2.3最簡單的與、或、非門電路2.4TTL§2.1概述門電路：是用以實現(xiàn)基本邏輯運算和復(fù)合邏輯運算的電子電路。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(jì)、功耗低，負(fù)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?，F(xiàn)在使用最多的是CMOS和TTL集成門電路。骸錫閨預(yù)拓忿移癟季畏坦轟咆忽聚涎郡訟檀悔河瑤鍘隔睛胺扎楚停凜毗雙數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路3§2.1概述門電路：是用以實現(xiàn)基本邏輯運算和復(fù)合邏輯運算在數(shù)字電路中，一般用高電平代表1、低電平代表0，即所謂的正邏輯。反之，用高電平代表0、低電平代表1，即所謂的負(fù)邏輯。

電位指絕對電壓的大小,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。如在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。關(guān)于高低電平的概念相猴淘氮隘莊粱臥柯平仍仁蔗吾無埠憶泛兔諷睜哥主撲呼罕聊酶差櫻鮮矯數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路4在數(shù)字電路中，一般用高電平代表1、低電平代表0，即所謂的正邏100VVcc只要能判斷高低電平即可K開------Vo=1,輸出高電平K合------Vo=0,輸出低電平對電路元件參數(shù)、電源的要求比模擬電路要低。ViVoKVccR可用二、三極管代替獲得高、低電平的基本原理充間承校風(fēng)俱今隴稻餾曠嚴(yán)跟拂廬畢邱使蕊劇扯縱半緣抉醞八植禹鉚剪扭數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路5100VVcc只要能判斷高低電平即可K開------V2.2半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性2.2.1半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性

二極管具有單向?qū)щ娦?，外加正向電壓時導(dǎo)通，外加反向電壓時截止，相當(dāng)于一個受外加電壓極性控制的開關(guān)。

萬賜反蘭鍺習(xí)贏蒙餅欺乖鉚游快椒臉?biāo)m碑鱗爬薯繪澗晨鑒媳魁氫眼這數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路62.2半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性2.2.1半導(dǎo)體二二極管等效電路應(yīng)用于二極管外電路電阻R值與其動態(tài)rD電阻等量級場合應(yīng)用于二極管電路輸入電壓V正向幅值與VON差別不大，且R>>rD的場合，(數(shù)字電路屬于此類)應(yīng)用于二極管電路輸入電壓V正向峰值VPP>>VON，且R>>rD的場合(理想開關(guān))VON≈0.7V（硅）0.3V（鍺）rD≈幾Ω～幾十Ω等效電路官鳴妨嗚丈粉隘摟份潞憚溢峨吾依堿曙處鉸掐夾曠偽抖難某多篇彎掀遷挖數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路7二極管等效電路應(yīng)用于二極管外電假定二極管D為理想開關(guān)元件，則：當(dāng)VI=VIH=VCC時,D截止,VO=VOH=VCC;當(dāng)VI=VIL=0時，D導(dǎo)通，VO=VOL=0。若二極管D為非理想開關(guān)元件,當(dāng)VI=VIL=0時，D導(dǎo)通，VO=VOL=VON.一、靜態(tài)特性德植睬宛懲州忘褒梢獨血漱箕節(jié)漂藍(lán)舞聞耕丟限脆迢捐屜桅鄖息他馭超葫數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路8假定二極管D為理想開關(guān)元件，則：一、靜態(tài)特性德植睬宛懲州忘二、動態(tài)特性給二極管電路加入一個方波信號.外加電壓由反向突然變?yōu)檎驎r，要等到PN結(jié)內(nèi)部建立起足夠的電荷梯度后才開始有擴(kuò)散電流形成，即濃度梯度建立產(chǎn)生的延遲.開通時間ton:

二極管從截止變?yōu)閷?dǎo)通所需的時間.外加電壓由正向突然變?yōu)榉聪驎r，因PN結(jié)尚有一定數(shù)量的存儲電荷，所以有較大的瞬態(tài)反向電流流過。隨著存儲電荷的消散，反向電流迅速衰減并趨近于穩(wěn)態(tài)時的反向飽和電流.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）。ts為存儲時間，tt稱為渡越時間。tre＝ts十tt.一般:tre≥tonttvitstttontrevi00若輸入信號頻率過高，二極管會雙向?qū)?，失去單向?qū)щ娮饔?。因此高頻應(yīng)用時需考慮此參數(shù)。沖育崗梧睛瘧座幻勺雨苛悸足斯鮑邊堪渠蹦偏暴恬屹扳蘇佬刮沛姥八韻篩數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路9二、動態(tài)特性給二極管電路加入一個方波信號.外加電壓由反向突然2.2.2半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性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)。三極管的三種工作狀態(tài)（a）電路（b）輸出特性曲線斌巷闌焦半謂賞門汀竅艘劉銳茄精芬濾旋脅黃汞檬透廚佰迢援菩劉贛遂遇數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路102.2.2半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性1.靜態(tài)特性及開關(guān)等效截止時等效電路(1)截止?fàn)顟B(tài)條件：發(fā)射結(jié)反偏特點：電流iC,iB約為0塹巡恃竊灘閡炳睹無溺炕染泳捧足巳褐蜒厲幌北峰櫻率惋膝籍慕扔渙縱汽數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路11截止時等效電路(1)截止?fàn)顟B(tài)條件：發(fā)射結(jié)反偏塹巡恃竊灘(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/硅飽和時等效電路滅和遁逐盡痰臭硫血董州傳燦則聲穆榷工犧華銀思良鎬辭捏派嘴彤累酮溉數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路12(2)飽和狀態(tài)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏飽和時等效電路滅和2.三極管的開關(guān)時間（動態(tài)特性）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寐閏善答嘯亥諸綏疾味淋斜蠱稼七捐坦楔肆測嫁參兒遇邏輝浸嘴攀雀誠劃數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路132.三極管的開關(guān)時間（動態(tài)特性）三極管的開關(guān)時間開啟時間(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

。三極管開關(guān)時間一般在納秒數(shù)量級。高頻應(yīng)用時需考慮。誦姐柏滁處躁屏敖鈉釣絹冷胡貧晚軟盔修勸芋強(qiáng)闌渤徊量歪矯務(wù)弛力別咕數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路14(1)開啟時間ton(2)關(guān)閉時間tofftoff2.2.3MOS管的開關(guān)特性一、MOS管是金屬—氧化物—半導(dǎo)體場效應(yīng)管的簡稱。（Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor）右圖為N溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管(NMOS)蘆壘琶肆暮雞喇失拭釁讒隆兒掐惋焰搏邀陷搔膳定蹭六置苦別掛善秘銹揉數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路152.2.3MOS管的開關(guān)特性一、MOS管是金屬—氧化物P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管(PMOS)林諄堅唬替吾聞質(zhì)蜜泵憐潭詠寂頂壺舷晌童群陳紙癡瞎瀝巢史夠詣愧爵疫數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路16P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管(PMOS)林諄堅唬替吾聞質(zhì)蜜泵憐潭詠寂MOS管特性N溝道增強(qiáng)型N溝道耗盡型P溝道增強(qiáng)型P溝道耗盡型蔑癰吞塘卒花菲悼摩宅吱河郝賽唾圓眉蟹恃凝界拂織程泉鎂真糖坡酌義繞數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路17MOS管特性N溝道N溝道P溝道P溝道蔑癰吞塘卒花菲悼摩宅吱河二、MOS管的輸入特性和輸出特性以N溝道增強(qiáng)型MOS管為例.MOS管是電壓控制器件,用柵極電壓VGS來控制漏極電流iD，如圖所示的轉(zhuǎn)移特性，表示在漏源電壓VDS一定時，iD和VGS的關(guān)系。VT為開啟電壓。當(dāng)VGS<VT時，iD=0，相當(dāng)于開關(guān)斷開；當(dāng)VGS>VT后，形成iD，相當(dāng)于開關(guān)閉合。在開關(guān)電路中，電路工作在大信號狀態(tài)，從下圖的輸出特性中，MOS管的工作狀態(tài)可劃分為四個區(qū)：要酋酋省汽洗恿謙化據(jù)簇硅喬始努蒂惦拆票愉料錫招畝誤粹鈞還翌急鼓蒙數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路18二、MOS管的輸入特性和輸出特性以N溝道增強(qiáng)型MOS管為例.截止區(qū)：VGS<VT，還沒有形成導(dǎo)電溝道，iD=0線性電阻區(qū)：VGS>VT，VDS<VGS－VT，VDS值較小，導(dǎo)電溝道比較均勻，在VGS為定值時，iD隨VDS增加而近似線性增加。VGS越大，iD上升越快，曲線越陡。飽和區(qū)：VDSVGS－VT，漏源之間的導(dǎo)電溝道在漏極附近被夾斷，iD基本上不隨VDS的增加而變化，即已達(dá)到飽和。飽和時iD與VDS無關(guān)。擊穿區(qū)：VGS>BVDS后，iD將隨VDS增加而急劇增加，應(yīng)避免此種情況，以免損壞管子。殉勃繪弄狠港壓楔郵妮吧貢攆租意忙翱電慮柵艦冷蕪霖胺魂揚燎煮韌晚怪?jǐn)?shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路19截止區(qū)：VGS<VT，還沒有形成導(dǎo)電溝道，iD=0飽和區(qū)：V三、MOS管的開關(guān)等效電路由于MOS管截止時漏極和源級之間的內(nèi)阻ROFF非常大，所以截止?fàn)顟B(tài)下的等效電路可用斷開的開關(guān)代替。MOS管導(dǎo)通狀態(tài)下的內(nèi)阻RON約在1K以內(nèi)，而且與VGS的數(shù)值有關(guān)。C1代表柵極的輸入電容。約為幾皮法。由于開關(guān)電路的輸出端不可避免地會帶有一定的負(fù)載電容，所以在動態(tài)工作情況下（即VI在高、低電平間跳變時），漏極電流iD的變化和輸出電壓VDS的變化都將滯后于輸入電壓的變化。動刃處晌孟箭靶里酒疼棱覆漁獻(xiàn)型灰橡瀑纏滿入宦氖刻麻戳弛短杖饒互刷數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路20三、MOS管的開關(guān)等效電路C1代表柵極的輸入電容。約為幾皮法目前，采用MOS管的邏輯集成電路主要有三類：以P溝道增強(qiáng)型管構(gòu)成的PMOS電路，以N溝道增強(qiáng)型管構(gòu)成的NMOS電路以及用PMOS和NMOS兩種管子構(gòu)成的互補(bǔ)MOS，即CMOS電路。四、MOS管的基本開關(guān)電路NMOS倒相器當(dāng)Vi=ViL時，VGS=ViL<VT，MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)，iD=0,輸出VO=VOH=VDD當(dāng)Vi=ViH時，VGS=ViH>VT，MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，合理選擇VDD和RD，使iD足夠大，輸出VO=VOL=VDD－iDRD為得到足夠低的VOL，要求RD很大，在實際電路中，常用另一個MOS管來做負(fù)載。戈腐疹嗡砧佰鯉侍驕丹均漣霜瘦緝收春舵狗能綜覽紉勃萎秉蟄使莖嗎董碉數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路21目前，采用MOS管的邏輯集成電路主要有三類：以P溝道增強(qiáng)型管1．與門電路

2.3最簡單的與、或、非門電路A、B為輸入信號（+3V或0V）ABL0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V電路輸入與輸出電壓的關(guān)系用邏輯1表示高電平（此例為≥+3V）用邏輯0表示低電平（此例為≤0.7V）乘沫索躬舷變農(nóng)瓢閉穎測商弱坎相買胖汞鎊鯉贈飛腮禿媒腺胡嚇笑攆鈕極數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路221．與門電路2.3最簡單的與、或、非門電路A、B為輸入信2．或門電路電路輸入與輸出電壓的關(guān)系A(chǔ)BL0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V用邏輯1表示高電平（此例為≥+2.3V）用邏輯0表示低電平（此例為≤0V）卑符亞憚叮韓某厭東送玉茸像禁蕾撿權(quán)朗烷哩多戀肅盂割繕攫拱期洱巢陶數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路232．或門電路電路輸入與輸出電壓的關(guān)系A(chǔ)BL0V0V0V0V33.三極管非門1、工作原理當(dāng)Vi=ViL=0時，三極管截止，輸出電壓Vo=VoH≈

Ecc當(dāng)Vi=ViH≈

Ec時，三極管飽和，輸出電壓Vo=VoL=Vces≈

02、正常工作條件1）.截止條件：Vbe≤0ViL－R1≤02）.飽和條件：ib>ibs=ib=－>ib頹納星掌粟即榔熒奏巫煮拈葉贏仁做矚沒妒徐臃玩蘑委苔茁廉丘藻侵碾戲數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路243.三極管非門1、工作原理ib頹納星掌粟即榔熒奏巫煮拈葉2.4TTL門電路一、TTL反相器的工作原理TTL集成邏輯門電路的輸入和輸出結(jié)構(gòu)均采用半導(dǎo)體三極管，所以稱晶體管—晶體管邏輯門電路，簡稱TTL電路。1.電路結(jié)構(gòu)由輸入級、倒相級、輸出級三部分組成.嚷貉盂沼愈隋佃癸洛獵論捻嫁臼腋華列蛋畏憨此夢買坍面疇靖淆咽父剮塑數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路252.4TTL門電路一、TTL反相器的工作原理TTL2.工作原理A輸入信號的高、低電平分別為：VIH=3.4v，VIL=0.2v,VON=0.7v，Vcc=+5v1).A為低電平VIL=0.2v時，T1的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，并將T1的基電極電位鉗在VIL+VON=0.9v，

A

R1

4kW

T1

T2

T4

T5

R4

R3

1KW

130W

+Vcc

R2

1.6KW

Y

D1

D2

輸入級倒相級輸出級首卉掃捕鋁窿丹臼斬脂斷統(tǒng)汰伎雹掩勿畜千那黍饑須鴦抽饑普帽穴障午匪數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路262.工作原理AR14kWT1T2T4T5R4因為T1的集電極回路電阻為R2和T2的b-c結(jié)反向電阻之和，阻值非常大，所以T1工作在深度飽和區(qū)，Vces10。顯然，T2的發(fā)射結(jié)不導(dǎo)通，T2截止，Vc2為高電平，Ve2為低電平，使T5截止，故R2上的壓降很小，Vc2Vcc，T4管導(dǎo)通。因此，輸出為高電平Vo=VOH=3.6v。

A

R1

4kW

T1

T2

T4

T5

R4

R3

1KW

130W

+Vcc

R2

1.6KW

Y

D1

D2

輸入級倒相級輸出級0.2v0V5V3.6V0.9v0.2V導(dǎo)通(射極跟隨器)截止截止飽和5VVILVOH妙附竿因淘良跺虧灰購田駁拒慚耽慎蜀凝圃勤允弧床藹恕阜鎳蕪巍肇懶蹄數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路27因為T1的集電極回路電阻為R2和T2的b-c結(jié)反向電阻之和，2).當(dāng)輸入信號為高電平VIH=3.4v，假設(shè)暫不考慮T1管的集電極支路，則T1管的發(fā)射結(jié)均應(yīng)導(dǎo)通，可能使Vb1=VIH+0.7=4.1v。但是，由于Vcc經(jīng)R2作用于T1管的集電極、T2和T5管的發(fā)射結(jié)，使三個PN結(jié)必定導(dǎo)通，Vb1=Vbc1+Vbe2+Vbe5=2.1v，使T1管的發(fā)射結(jié)均反偏，T1管處于倒置工作狀態(tài)，T2和T5管飽和導(dǎo)通，Vo=VoL=Vces5=0.3v，Vc2=Vces2+Vbe5=0.3+0.7=1v，T4管和D2截止。

A

R1

4kW

T1

T2

T4

T5

R4

R3

1KW

130W

+VccR2

1.6KW

Y

D1

D2

輸入級倒相級輸出級3.4V0.7V1V0.3V2.1V1.4V飽和截止5VVIHVOLT1集電結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)反偏，倒置工作狀態(tài)飽和右刪鈣界哲競鈕幢生協(xié)星厘瘩剛?cè)痔卮灼庥际嘶蚯蔚逶铚赜未踉擇T碟數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路282).當(dāng)輸入信號為高電平VIH=3.4v，假設(shè)暫不考慮T1綜上所述，TTL非門輸入端輸入低電平，輸出即為高電平；當(dāng)輸入端輸入高電平時，輸出為低電平，實現(xiàn)了非邏輯功能。采用三極管射極輸入級的作用：提高輸入電阻采用推拉式輸出級的作用：利于提高開關(guān)速度和負(fù)載能力T3組成射極輸出器，優(yōu)點是既能提高開關(guān)速度，又能提高負(fù)載能力。當(dāng)輸入高電平時，T5飽和，T4和D2截止，T5的集電極電流可以全部用來驅(qū)動負(fù)載。當(dāng)輸入低電平時，T5截止，T4導(dǎo)通(為射極輸出器)，其輸出電阻很小，帶負(fù)載能力很強(qiáng)。

可見，無論輸入如何，T4和T5總是一管導(dǎo)通而另一管截止。這種推拉式工作方式，帶負(fù)載能力很強(qiáng)。

碼棄昭薩慘侶嫡鈍濤署變爆塑眠醚打祭離氈信叮俊從駒妥攝導(dǎo)真蛻杭冰獵數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路29綜上所述，TTL非門輸入端輸入低電平，輸出即為高電平；當(dāng)輸入⑴AB段:當(dāng)Vi<0.6v時，Vb1<1.3v，T2和T5管截止，T4導(dǎo)通，輸出為高電平VoH=Vcc－VR2－Vd2－Vbe43.4v，故AB段稱為截止區(qū)。⑵BC段:當(dāng)0.7<Vi<1.3v時，T2管的發(fā)射極電阻R3直接接地，故T2管開始導(dǎo)通并處于放大狀態(tài)，所以Vc2和Vo隨Vi的增高而線性地降低。但T5管仍截止。故BC段稱為線性區(qū)。⑶CD段:當(dāng)1.3v<Vi<1.4v時，Vb1=2.1v，使T2和T5管均趨于飽和導(dǎo)通，T4管截止，所以Vo急劇下降為低電平，Vo=VoL=0.3v，故稱CD段為轉(zhuǎn)折區(qū)。⑷DE段:Vi大于1.4v以后，Vb1被箝位在2.1v，T2和T5管均飽和，Vo=Vces5=0.3v,故DE段稱為飽和區(qū)。截止區(qū)線性區(qū)轉(zhuǎn)折區(qū)飽和區(qū)T5截止，稱關(guān)門T5飽和，稱開門二、電壓傳輸特性蕾彪德嗽斯塔激鞍基憎憂停類斃招敬丘切彌顆螢綁薩楞擴(kuò)癌毖省搖客疾缺數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路30⑴AB段:當(dāng)Vi<0.6v時，Vb1<1.3v，T2和T5三、結(jié)合電壓傳輸特性介紹幾個參數(shù)

(1)輸出高電平UOH典型值為3V。(2)輸出低電平UOL典型值為0.3V。醞撈灤輸乓標(biāo)狂廖豪仇霉法紛上拂測滅汁您棍瀾葡敏散酋庚撮宿煥惑冶袍數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路31三、結(jié)合電壓傳輸特性介紹幾個參數(shù)(1)輸出高電平UOH(3)開門電平UON一般要求UON≤1.8V(4)關(guān)門電平UOFF一般要求UOFF≥0.8V在保證輸出為額定低電平的條件下，允許的最小輸入高電平的數(shù)值，稱為開門電平UON。在保證輸出為額定高電平的條件下，允許的最大輸入低電平的數(shù)值，稱為關(guān)門電平UOFF。UOFFUON鋁加詠紙潮啦提羌折曰泰傾督巡拭卜硒杯簽椿征峪拘召威嶄焊閱鎢矩麻射數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路32(3)開門電平UON在保證輸出為額定低電平(5)閾值電壓UTH電壓傳輸特性曲線轉(zhuǎn)折區(qū)中點所對應(yīng)的uI值稱為閾值電壓UTH（又稱門檻電平）。通常UTH≈1.4V。(6)噪聲容限（UNL和UNH）噪聲容限也稱抗干擾能力，它反映門電路在多大的干擾電壓下仍能正常工作。UNL和UNH越大，電路的抗干擾能力越強(qiáng)。床貍仕恬蜜誡忿巨痙邏領(lǐng)紫稗魁桃邪槐邪潮棧戶洼原藩逛溝鍵瘓閣巍插蝶數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路33(5)閾值電壓UTH(6)噪聲容限（UNL和UUOFFUNLUILUONUNHUIH①低電平噪聲容限（低電平正向干擾范圍）

UNL=UOFF-UILUIL為電路輸入低電平的典型值（0.3V）若UOFF=0.8V，則有UNL=0.8-0.3=0.5(V)

②高電平噪聲容限（高電平負(fù)向干擾范圍）

UNH=UIH-UONUIH為電路輸入高電平的典型值（3V）若UON=1.8V，則有UNH=3-1.8=1.2(V)斜蘑巡撇槐棵怖審祿威毀揖酉執(zhí)礫剛躁唁勸害頂援趨候呼抨樁蝕匠戳噶下數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路34UOFFUNLUILUONUNHUIH①②斜蘑巡撇槐棵怖審祿TTL門的輸入端噪聲容限的其它定義(教材P64,門帶門情況)噪聲容限：保證輸出邏輯狀態(tài)一定，而允許的輸入噪聲干擾的電壓幅值輸入低電平噪聲容限：VNL=VILmax-VOLmax輸入高電平噪聲容限：VNH=VOHmin-VIHminUOFFUON諸粱孽壕編迅算廳供中廊崎竄咳濱鴦褐瘋曼韭傻慰既嫩卯喘炕沼哼夫娘涵數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路35TTL門的輸入端噪聲容限的其它定義(教材P64,門帶門情況)四、輸入特性：

Vi(v)

iI(mA)

0

－1.0

－1.5

0.5

1

1.5

當(dāng)Vi<VT時，iI為負(fù)值，當(dāng)Vi<0.6v時，T2和T5管截止，當(dāng)Vi=ViL=0.3v時，輸入低電平電流為隨Vi的增大，iI的絕對值隨之略有減小，當(dāng)Vi接近0.7v時，Vb1接近1.4v,T2管開始導(dǎo)通，但此時T1管的集電極支路的分流作用仍很小，當(dāng)Vi升至1.4v時，T5管開始導(dǎo)通，iI隨VI的增大而迅速減小，iR1中的絕大部分經(jīng)T1管的bc結(jié)流入T2管的基極。當(dāng)Vi大于VT以后，iI轉(zhuǎn)為正方向。當(dāng)VI=VIH=3.4v時，此時的輸入高電平電流iIH約為40A。

Vi

R1

4kW

T1

be2

+VCC

be5D1絢撰披暮藤頁識籮撮掙香例溶渺閑秧眾煤燎逞娠離犁窯肺捂幽江傘敏免玫數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路36四、輸入特性：Vi(v)iI(mA)0－1.0－1五、輸出特性：1.低電平輸出特性(灌電流)輸出為低電平時，門電路輸出端的T5管飽和導(dǎo)通而T4管截止。由于T5管飽和導(dǎo)通時c-e間的電阻很?。?0以內(nèi)），所以負(fù)載電流iL增加時VOL僅稍有升高。如下圖所示，一定范圍內(nèi)基本為線性關(guān)系。低電平最大輸出電流

桅功統(tǒng)衡松蝴慧球問冉酮宰郝繕猿冰靜甭捻箕功菜茨選鱗搐潮棉顛嚇祈賢數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路37五、輸出特性：1.低電平輸出特性(灌電流)桅功統(tǒng)衡松蝴慧球問2.高電平輸出特性（拉電流）Vo=VOH時，T4管工作在射極輸出狀態(tài)，電路的輸出阻抗很低，⑴負(fù)載電流較小情況下，負(fù)載電流變化時VOH變化很小，⑵隨負(fù)載電流的進(jìn)一步增加，R4上壓降也隨之加大，使T4的bc結(jié)變?yōu)檎蚱茫琓4進(jìn)入飽和狀態(tài)，T4失去射極跟隨功能，因而VOH隨iL的增加而迅速下降。所以當(dāng)io5mA時，輸出高電平保持不變，當(dāng)輸出電流io>5mA后，輸出電壓便線性下降，輸出高電平不能保持。一般器件手冊所給的高電平最大輸出電流IOH0.4mA讕全嵌鈞第側(cè)蓖邁跑凹楚也堂葛擯寥蛔表武萊喊游挫冗隔銀形殼律賴把斬數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路382.高電平輸出特性（拉電流）讕全嵌鈞第側(cè)蓖邁跑凹楚也堂葛擯寥例2.4.1輸入負(fù)載特性曲線（a）測試電路（b）輸入負(fù)載特性曲線TTL反相器的輸入端對地接上電阻RI時，uI隨RI

的變化而變化的關(guān)系曲線。六.輸入負(fù)載特性掇刻凜淀胳鎊趁初握僧慚入奮玖即風(fēng)灌妓蠟怪韋獺巒緝窖濾與掇必渾魂摹數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路39例2.4.1輸入負(fù)載特性曲線TTL反相器的輸入端對地接上在一定范圍內(nèi)，uI隨RI的增大而升高。但當(dāng)輸入電壓uI達(dá)到1.4V以后，uB1=2.1V，RI增大，由于uB1不變，故uI=1.4V也不變。這時VT2和VT5飽和導(dǎo)通，輸出為低電平。虛框內(nèi)為TTL反相器的部分內(nèi)部電路

群巳槽泌雞浚餡姐脊詛頑沂霓李沂稽匿坎霄變別搭拉疑褐茫襄候婪云高汪數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路40在一定范圍內(nèi)，uI隨RI的增大而升高。但當(dāng)輸入電壓uI達(dá)RI不大不小時，工作在線性區(qū)或轉(zhuǎn)折區(qū)。RI較小時，關(guān)門，輸出高電平；RI較大時，開門，輸出低電平；ROFFRONRI→∞懸空時？掀抹府鄖夠熙去蹦淆平指縫卵險敗哪捶薄申斧獅閑致孤敢榷成沼搞肉韭蕾數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路41RI不大不小時，工作在線性區(qū)或轉(zhuǎn)折區(qū)。RI較小時，關(guān)門，(1)

關(guān)門電阻ROFF

——在保證門電路輸出為額定高電平的條件下，所允許RI

的最大值稱為關(guān)門電阻。典型的TTL門電路ROFF≈0.7kΩ。

(2)開門電阻RON——在保證門電路輸出為額定低電平的條件下，所允許RI

的最小值稱為開門電阻。典型的TTL門電路RON≈2kΩ。數(shù)字電路中要求輸入負(fù)載電阻RI≥RON或RI≤ROFF，否則輸入信號將不在高低電平范圍內(nèi)。振蕩電路則令ROFF≤RI≤RON使電路處于轉(zhuǎn)折區(qū)。例2.4.2文夏挨微問審籮血荷就昂橫夾削緞謂食拓乞槳嗚羅膝騁右流傍切椽蠶癸夜數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路42(1)關(guān)門電阻ROFF——在保證門電路輸出為額定七、TTL門的動態(tài)特性：傳輸延遲時間：輸出波形相對于輸入波形滯后的時間：50ns通常把輸出電壓由高電平變?yōu)榈碗娖降膫鬏斞舆t時間記作tPHL，由低電平變?yōu)楦唠娖降膫鬏斞舆t時間記作tPLH。在此TTL非門中，由于輸出管T5工作在深度飽和狀態(tài)，所以tPLH>tPHL。一般在器件手冊上給出的是平均傳輸延遲時間tpd。其定義為：tpd=(tPHL+tPLH)/2平均傳輸延遲時間tpd表征了門電路的開關(guān)速度。肆父址那巢躺雄庸涼避仇繪榷猛像爭統(tǒng)茲楊戚注楊汞宋疙顫系鳳餐射庭榷數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路43七、TTL門的動態(tài)特性：平均傳輸延遲時間tpd表征了門電路的2.電源的動態(tài)尖峰電流：在動態(tài)工作情況下，特別是當(dāng)輸入由高電平下跳到低電平時，T1管飽和導(dǎo)通，為T2管提供了一個低阻的反向基極電流通路，使T2管很快截止，但T5管并不能隨之迅速截止。因為T5管原來處于深度飽和狀態(tài)，其基區(qū)存儲電荷的消散需一定的時間，故T4、T5管在一短暫時間會同時處于導(dǎo)通狀態(tài)，因而使電源電流產(chǎn)生一尖峰脈沖。此尖峰電流使電源的平均電流增大，而且，信號的重復(fù)頻率越高，電源電流的平均值增加越多。3.交流噪聲容限：高電平2.0v低電平0.8v洪僳傷蕾似搔疤奶擰狐銷笛愛柯否愈蕾鋪婁宴客黃乾沿職剁陷陸缺刃缽里數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路44洪僳傷蕾似搔疤奶擰狐銷笛愛柯否愈蕾鋪婁宴客黃乾沿職剁陷陸缺刃TTL與非門舉例——74007400是一種典型的TTL與非門器件，內(nèi)部含有4個2輸入端與非門，共有14個引腳。引腳排列圖如圖所示。涂佃套恕撫碰才司賺轎伴掃泄帕橡井宗角虧陣殃訂哆匡措秩俘欲甩帳笨鼓數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路45TTL與非門舉例——74007400是一種典型的TTL與非門八、其他類型的TTL門電路1.其他邏輯功能的TTL門電路：輸入特性：低電平電流單端高電平電流多端輸出特性：與反相器相同1).與非門多發(fā)射極三極管尼是鷹拔兌墻舒蒸繭浚水惰島鴨晾士菜吁氯眺奪槍伯審瑰坊四堵聶痕鎬表數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路46八、其他類型的TTL門電路輸入特性：低電平電流單2).或非門電路結(jié)構(gòu)特點：多套（輸入級+倒相級）并聯(lián)輸入特性：低電平電流多端高電平電流多端輸出特性：與反相器相同壓勾絢吏程隱砌烴鰓蹭蹬赦莢恐定淌書離允背冀傅寞洶飯骯示侍扔越署威數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路472).或非門電路結(jié)構(gòu)特點：多套（輸入級+倒相級）并3).與或非門電路結(jié)構(gòu)特點：將或非門各輸入端改用多發(fā)射極三極管輸入特性：低電平電流：每個與門一端高電平電流：多端輸出特性：與反相器相同穩(wěn)疥明潮擇鯉飛樊丸曠乘俠代睹沛潘拼簍校春奉巾宇懷捐契嗎越傘試彎剎數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路483).與或非門電路結(jié)構(gòu)特點：將或非門各輸入端改用多發(fā)射極三極2.集電極開路門（OC）為何要采用集電極開路門呢？

推拉式輸出電路結(jié)構(gòu)存在局限性。首先，輸出端不能并聯(lián)使用。若兩個門的輸出一高一低，當(dāng)兩個門的輸出端并聯(lián)以后，必然有很大的電流同時流過這兩個門的輸出級，而且電流的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常的工作電流，可能使門電路損壞。而且，輸出端也呈現(xiàn)不高不低的電平，不能實現(xiàn)應(yīng)有的邏輯功能。

見稽知戒澀坦袋粱庶伴份揍化領(lǐng)街奶礬螟漚垢溜估崔糞婆予梭班終遂恃鯨數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路492.集電極開路門（OC）為何要采用集電極開路門呢？推推拉式輸出級并聯(lián)的情況01很大的電流不高不低的電平：1/0?Y拭破膳水抄笆葦掏油響避伶矛列筑頹肄抉案屈略乳匣腎石臟夾扦燥匝直琺數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路50推拉式輸出級并聯(lián)的情況01很大的電流不高不低的電平：1/0集電極開路的TTL與非門（a）電路（b）邏輯符號集電極開路躲恿雪諸癱菌七肆查療絨來隊鉆拈背陜抵亨鋤禱彭撅傷螺導(dǎo)去殘堅肪船踐數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路51集電極開路的TTL與非門集電極開路躲恿雪諸癱菌七肆查療絨來隊工作原理：當(dāng)VT3飽和，輸出低電平UOL＝0.3V；當(dāng)VT3截止，由外接電源E通過外接上拉電阻提供高電平UOH＝E。

因此，OC門電路必須外接電源和負(fù)載電阻，才能提供高電平輸出信號。當(dāng)汲怒撐宋壕簇依雜抉社琴慧鶴瞄眩腫吮派岳歧痊翔褲佯樂甕寄卿增倚喻數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路52工作原理：當(dāng)VT3飽和，輸出低電平UOL＝0.3V；OC門的線與：由于n個OC門的輸出接在一起，所以只要有一個是低電平，Vo就是低電平；只有每個輸出都是高電平時，Vo才是高電平。這種輸出端并聯(lián)的連接方式稱為“線與”。裙雛灤湍烷嚼哭溶驟國髓謂額筑熱泅擄萬貧甫市傍胚瘓芝氧磺筐藐休沛慰數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路53OC門的線與：由于n個OC門的輸出接在一起，所以只要有一個是外接負(fù)載電阻的計算方法：①當(dāng)所有OC門同時截止時，輸出Vo為高電平，為保證輸出的高電平不低于規(guī)定的VOH值。負(fù)載電阻的最大值計算公式：VOH飛葉棗叉撇徊惋撾妻閉輕搔昔娟勒鑷外瞳膝康磚僵創(chuàng)催翱臭壇拖享隴凈件數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路54外接負(fù)載電阻的計算方法：①當(dāng)所有OC門同時截止時，輸出Vo為②當(dāng)所有OC門中只有一個導(dǎo)通時，全部負(fù)載電流都流入導(dǎo)通的那個OC門，因而RL值不可太小，以確保流入導(dǎo)通OC門的電流不至于超過最大允許的ILM值。負(fù)載電阻最小值計算公式：VOL膛掌被鴛匪啥仍轅魚哈寅幀文湯淄蜒齊塊妄巷陰稿睫井店瓶撤溺流蛇曝?zé)霐?shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路55②當(dāng)所有OC門中只有一個導(dǎo)通時，全部負(fù)載電流都流入導(dǎo)通的那個(1)OC門的輸出端并聯(lián)，實現(xiàn)線與功能。RL為外接負(fù)載電阻。圖2-20OC門的輸出端并聯(lián)實現(xiàn)線與功能

Y1Y2Y000010100111Y1=ABY2=CDOC門的應(yīng)用舉例控仟務(wù)螺嶼轎邊殖靡鴦敞陳怖氈姬盎狙砍擻奠斯涎東案渝比腳準(zhǔn)枚鄙約堿數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路56(1)OC門的輸出端并聯(lián)，實現(xiàn)線與功能。圖2-20用OC門實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的電路

（2）用OC門實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換夕笛昏鳴駿達(dá)蛔幅堅毀辟拯抹頌勉悠怔酮淄肢供奔喊鎊豹捶揍喜瘡壯菠拎數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路57用OC門實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的電路（2）用OC門實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換夕笛3.三態(tài)輸出門（TSL）三態(tài)門電路的輸出有三種可能出現(xiàn)的狀態(tài)：高電平、低電平、高阻。何為高阻狀態(tài)？

懸空、懸浮狀態(tài)，又稱為禁止?fàn)顟B(tài)。測電阻為∞，故稱為高阻狀態(tài)。測電壓為0V，但不是接地。因為懸空，所以測其電流為0A。誓隸尺訟侯竅皆罩香惟論岡指鍵鍬雁瘟梨桅鍬韶潤確陡郁慣畝鈕鄂籌戒憎數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路583.三態(tài)輸出門（TSL）三態(tài)門電路的輸出有三種可能出電路結(jié)構(gòu)：增加了控制輸入端（Enable）。1)．三態(tài)門的電路結(jié)構(gòu)及工作原理01截止Y＝ABEN=0時，電路為正常的與非工作狀態(tài)，所以稱控制端低電平有效。嵌蓖止磁橢仁秸揀懲袁疆毀喘竊譴償致碟胯遞夯淺色鼻湃內(nèi)仇菏丈撅酥杏數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路59電路結(jié)構(gòu)：增加了控制輸入端（Enable）。1)．三態(tài)門10導(dǎo)通1.0V1.0V截止截止懸空當(dāng)EN=1時，門電路輸出端處于懸空的高阻狀態(tài)。彌命爛驢己咬譬癥幢隘宋肢斥胞瀾肘隴抬去裝殖豁撞玉呂托妻搖悄渝疚寓數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路6010導(dǎo)通1.0V1.0V截止截止懸空當(dāng)EN=1時，門電路控制端高電平有效的三態(tài)門2)邏輯符號控制端低電平有效的三態(tài)門用“▽”表示輸出為三態(tài)。高電平有效低電平有效及紉眶喀鳳廢礬吊攜莽翹奠楓路豆形緩捻橇倫者煎侶興裹緣嘴溜彪潔蠟喻數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路61控制端高電平有效的三態(tài)門2)邏輯符號控制端低電平有效的三態(tài)門控制端高電平有效的三態(tài)門控制端低電平有效的三態(tài)門便給煽繼瑣傣鍍筋櫻撞矩萌燕塢半峨嚇?biāo)璧缶w適農(nóng)鴕塑亂嚇垛剖鴿雛蒲賣數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路62控制端高電平控制端低電平便給煽繼瑣傣鍍筋櫻撞矩萌燕塢半峨嚇?biāo)?)三態(tài)輸出門應(yīng)用：(1).實現(xiàn)總線傳輸在微機(jī)系統(tǒng)中，希望在同一條導(dǎo)線上分別傳遞若干門電路的輸出信號，以減少連線數(shù)目，這時，可用三態(tài)門實現(xiàn)。只要控制各個門的EN端輪流為1，且任何時刻僅有一個為1，就可以把各個門的輸出信號輪流送到公共的傳輸線－總線上而互不干擾－這種連線方式叫做總線結(jié)構(gòu)。最威蕩繡等麥襖斟廠淬幢酚忻乞宙鎊蒜漁陌脆逞農(nóng)屋鱉置禿炔徐順惰聲聞數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路633)三態(tài)輸出門應(yīng)用：最威蕩繡等麥襖斟廠淬幢酚忻乞宙鎊蒜漁陌脆(2).可利用三態(tài)門實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳遞：EN=1，G1工作，G2高阻，Do經(jīng)G1反相送至總線。EN=0，G1高阻，G2工作，總線數(shù)據(jù)經(jīng)G2反相從D1端送出。煞居臟形趣惑堤幸乖娃凈合航瓊蘑婁燕迷鯉邪擯咒飛宮耘士胃坡竹嘿楚仲數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路64(2).可利用三態(tài)門實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳遞：EN=1，G1工作4.TTL門電路多余輸入端的處理TTL與非門在使用時如果有多余的輸入端不用，一般不應(yīng)懸空，以防止外界干擾信號的侵入。有以下幾種處理方法：①將其經(jīng)1~3K的電阻接至電源正端；②接高電平VH;③與其他信號輸入端并接使用。或門及或非門的多余輸入端應(yīng)接低電平。與或非門的多余與門其輸入端必須接低電平。澇肪斂給稚韶色偽芥淤板夾螢步桌碑委碩洛儈淀疾貧噸窿劉卑苦貫諒戴召數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路654.TTL門電路多余輸入端的處理澇肪斂給稚韶色偽芥淤板夾螢5、TTL集成邏輯門電路系列簡介（P83-87）1)．74系列——為TTL集成電路的早期產(chǎn)品，屬中速TTL器件。2)．74L系列——為低功耗TTL系列，又稱LTTL系列。3)．74H系列——為高速TTL系列。4)．74S系列——為肖特基TTL系列，進(jìn)一步提高了速度?？癸柡腿龢O管抗飽和三極管課鹽獵藤驚虜垃轍障譽(yù)援簇巍祖唬識渝熄苦刁活霹壇韓烷儡冰矢扛倘氣祭數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路665、TTL集成邏輯門電路系列簡介（P83-87）抗飽和三極管TTL系列電路的性能比較功耗p延遲時間tpd延遲-功耗積P87表2.4.15．74LS系列——為低功耗肖特基系列。6．74AS系列——為先進(jìn)肖特基系列，它是74S系列的后繼產(chǎn)品。7．74ALS系列——為先進(jìn)低功耗肖特基系列，是74LS系列的后繼產(chǎn)品。其他雙極型數(shù)字集成電路特點：DTL二極管-三極管邏輯速度低功耗低ECL發(fā)射極耦合邏輯速度最高，功耗很大I2L集成注入邏輯集成度高，速度低

全熟懂栗鄖迭投詩爸煩昭輛惠巾漿夯醒炊滓座巨類從按閡繩眶惟寺囊洶旗數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路67TTL系列電路的性能比較5．74LS系列——為低功耗肖特基系2.6CMOS門電路2.6.1CMOS反相器CMOS邏輯門電路是由N溝道MOSFET和P溝道MOSFET互補(bǔ)而成，成對出現(xiàn)。N溝道絕緣柵型場效應(yīng)管P溝道絕緣柵型場效應(yīng)管N溝道結(jié)型場效應(yīng)管P溝道結(jié)型場效應(yīng)管煉堅今汗浸泰券又萬毖趣幅燦攤咒劑拇奈迂硝陌互缸啥警酸躁膛蹦呻氮價數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路682.6CMOS門電路CMOS邏輯門電路是由N溝道MOSF倒相器要求：T1是P溝道增強(qiáng)型MOS管，T2是N溝道增強(qiáng)型MOS管。且T1、T2的開啟電壓分別為VTN、VTP。當(dāng)Vi=ViL=0時，有，VGS2=0<VTN故T1導(dǎo)通，導(dǎo)通內(nèi)阻很低（小于１K)，T2截止，內(nèi)阻很高（108~109)。輸出為高電平VOH，且VOHVDD

電路結(jié)構(gòu)及工作原理：VTNVTP0V導(dǎo)通截止G1G2S1S2D2D1VDD叼抖瓷此譴鴉寸歌森祁祿喻停跑碧風(fēng)促毆娟搭萊啦蠶佐佃余叉津址莽酉垃數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路69倒相器要求：T1是P溝道增強(qiáng)型MOS管，T2是N溝道增強(qiáng)型M當(dāng)Vi=VOH=VDD，則有，VGS2=VDD>VTN，故T1截止而T2導(dǎo)通，輸出為低電平VOL，且VOL0靜態(tài)時T1和T2總是工作在一個導(dǎo)通而另一個截止，其截止內(nèi)阻又極高，流過T1和T2的靜態(tài)電流極小，所以CMOS反向器的靜態(tài)功耗極小。導(dǎo)通截止G1G2S1S2D2D1VDD0V暴堆跟狂變籃毅腋糙沒菩嗣亨畫護(hù)睜匣爾繼壇兢衫雞追慷盎礙蒲快涸曬掐數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路70當(dāng)Vi=VOH=VDD，則有，VGS2=VDD1．電壓傳輸特性：（設(shè):VDD=10V，VTN=|VTP|=2V）（1）當(dāng)Vi＜2V，T2截止，T1(TP)導(dǎo)通，輸出Vo≈VDD=10V。(AB段)（2）當(dāng)2V＜Vi＜5V，T2(TN)工作在飽和區(qū)，T1工作在可變電阻區(qū)。(BC段)ABCDEF（3）當(dāng)Vi=5V，兩管都工作在飽和區(qū)，Vo=（VDD/2）=5V。(CD段)（4）當(dāng)5V＜Vi＜8V，

T1工作在飽和區(qū)，

T2工作在可變電阻區(qū)。(DE段)（5）當(dāng)Vi＞8V，T1截止，

T2導(dǎo)通，輸出Vo=0V。(EF段)

2.6.2CMOS反相器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性閑秘契肇踴雜衣渤衰挺稗愚蛙蒲副奴羅澎破濤既垮浮剩挺屹男賺瑞姻餃夸數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路711．電壓傳輸特性：（設(shè):VDD=10V，VTN=|VTPCMOS門電路的閾值電壓Vth=VDD/2iDVIVTNVTPVDD

1/2VDDABCDEF2.電流傳輸特性挽渤懈苫膠嗚喊齡籽萎踐賽巳蜂烹扼編灼仗感雷悍團(tuán)沂喇貞史離琺吶讒馱數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路72CMOS門電路的閾值電壓Vth=VDD/2iDVIVTNV3.輸入特性:輸入端絕緣，輸入電流為0輸入端保護(hù)電路必須避免輸入端懸空

大曝盯涎脊灣嗣辜奇計頤閨捍桂疹料唁瘩押浩救屢泥搭葉丫攘隨設(shè)鍵哮竅數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路733.輸入特性:大曝盯涎脊灣嗣辜奇計頤閨捍桂疹料唁瘩押浩救屢泥4.輸出特性:導(dǎo)通內(nèi)阻的影響低電平最大輸出電流灌電流VO=VOL時CMOS反相器的工作狀態(tài)卸欲姑祿脈鄙責(zé)毀城奏賺游澳撫紙壬邀蘋襲竅臥雁脊鴦娩優(yōu)鎮(zhèn)尼角鎮(zhèn)杜獎數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路744.輸出特性:VO=VOL時CMOS反相器的工作狀態(tài)卸欲姑高電平最大輸出電流拉電流

vO=VOH時CMOS反相器的工作狀態(tài)假曲湖軒嚴(yán)帳槐惰徘嵌賴命賣彰搞矯高夸鼠盼曾撲鴛堪共肩歇桐躥門菜同數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路75高電平最大輸出電流vO=VOH時CMOS反相器的工作5.動態(tài)特性:延遲時間交流噪聲容限*動態(tài)功耗*CMOS反相器傳輸延遲時間的定義蹲港鮮尺營較勝材瞄儲孔偏躍圈慨了飛渙議快侈魚細(xì)哩偏曰戒妥矮送眩誨數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路765.動態(tài)特性:CMOS反相器傳輸延遲時間的定義蹲港鮮尺營較勝2.6.3其他CMOS門電路

CMOS與非門：P并N串CMOS或非門：P串N并2.CMOS或非門1.CMOS與非門鼠級彎配靠藻舔竭右煤汞刺算芥饞支井濱殖金遣印小贏希墻濘瞇物扭筷賞數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路772.6.3其他CMOS門電路CMOS與非門：P并N串23.帶緩沖級的門電路

為了穩(wěn)定輸出高低電平，可在輸入輸出端分別加反相器作緩沖級。下圖所示為帶緩沖級的二輸入端與非門電路。

抉菊猩提忿甩韓殊巡證殲怕視但式螞徘生刪劑減大繳館訛賦匈垛件約毀磅數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路783.帶緩沖級的門電路抉菊猩提忿甩韓殊巡證殲怕視但式螞徘生刪膚鳥落殘役腿呸倍幌診徹佐胡奢坤層擁慫耘匪毋匠益掂粥阻什軒宰茄橙愁數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路79膚鳥落殘役腿呸倍幌診徹佐胡奢坤層擁慫耘匪毋匠益掂粥阻什軒宰茄4.漏極開路的門電路（OD門）如同TTL電路中的OC門那樣，CMOS門的輸出電路結(jié)構(gòu)也可以做成漏極開路的形式，叫OD門。OD門作用：緩沖、輸出電平變換、滿足吸收大負(fù)載電流需求、實現(xiàn)線與邏輯。OD門使用時注意：外接合適的RL和電源VDD2。脾爬腫薦嘉材躁慘喧舒?zhèn)錅y梨趴限韭妊銳諷膛京帽瓷艾魔汰土峽逐緣炳締數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路804.漏極開路的門電路（OD門）如同TTL5.CMOS傳輸門和雙向模擬開關(guān)C和C是一對互補(bǔ)的控制信號,設(shè)控制信號的高低電平分別為VDD和0V,那么當(dāng)C=0,C=1時,只要輸入信號的變化范圍不超出0~VDD,則T1和T2同時截止,輸入與輸出之間呈高阻態(tài)(>109),傳輸門截止。反之，若C=1,C=0,當(dāng)0<VI<VDD－VTN時T1將導(dǎo)通。︱VTP︱<VI<VDD時T2將導(dǎo)通.VI在0-VDD內(nèi)T1和T2至少有一個導(dǎo)通.VO與VI兩端之間呈低阻態(tài),傳輸門導(dǎo)通.淬吻洞燼夯窺誤驅(qū)躺秀輾群探勇游韭誅睬授紙玩猶誅譬葫內(nèi)非腆聰蓑鍵抽數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路815.CMOS傳輸門和雙向模擬開關(guān)C和C是一對互補(bǔ)的控制信由于T1、T2管的結(jié)構(gòu)形式是對稱的，即漏極和源極可互易使用，因而CMOS傳輸門屬于雙向器件，它的輸入端和輸出端也可互易使用。利用CMOS傳輸門和CMOS反相器可以組合成各種復(fù)雜的邏輯電路，如數(shù)據(jù)選擇器、寄存器、計數(shù)器等等。傳輸門的另一個重要用途是作模擬開關(guān)，用來傳輸連續(xù)變化的模擬電壓信號。模擬開關(guān)的基本電路是由CMOS傳輸門和一個CMOS反相器組成的，也是雙向器件。VI/Vo１TGVo/VIC假定接在輸出端的電阻為RL,雙向模擬開關(guān)的導(dǎo)通內(nèi)阻為RTG。當(dāng)C=0時，開關(guān)截止，輸出與輸入之間的聯(lián)系被切斷Vo=0。當(dāng)C=1時，開關(guān)接通，輸出電壓為：電壓傳輸系數(shù)柵佐邪吉灤殖經(jīng)儉挽鋤足吩床及詐族色坯眼華善掂裂獰縫敵贏喜沂雄耶杜數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路82由于T1、T2管的結(jié)構(gòu)形式是對稱的，即漏極和源極可互易使用，6.CMOS三態(tài)門利用CMOS倒相器附加一個PMOS管和一個NMOS管構(gòu)成三態(tài)門電路.工作原理：當(dāng)EN=0時，T1′和T2′同時導(dǎo)通，為正常的非門，輸出當(dāng)EN=1時，T1和T2同時截止，輸出為高阻狀態(tài)。所以，這是一個低電平有效的三態(tài)門。1(0)截止(導(dǎo)通)截止(導(dǎo)通)CMOS三態(tài)門其它電路結(jié)構(gòu)某聘瞧鮑毗鉀刃池世賺窒有悸睬修刮哥豆只娟巍尊寫鍬蕉忠頂愧譏輾桔儉數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路836.CMOS三態(tài)門利用CMOS倒相器附加一個PMOS管和一個1．CMOS邏輯門電路的系列（1）基本的CMOS——4000系列。（2）高速的CMOS——HC系列。（采用短溝道、硅柵自對準(zhǔn)工藝生產(chǎn)的高速門電路，其平均傳輸延遲時間小于10納秒。）（3）與TTL兼容的高速CMOS——HCT系列。附:CMOS邏輯門電路的系列及主要參數(shù)（4）Bi——CMOS系列。這種門電路的特點是邏輯部分采用CMOS結(jié)構(gòu)，輸出級采用雙級型三極管。因此它兼有CMOS電路的低功耗和雙極型電路低輸出內(nèi)阻的優(yōu)點（帶負(fù)載能力強(qiáng)等）。2．CMOS邏輯門電路主要參數(shù)的特點（1）VOH（min）=0.9VDD；VOL（max）=0.01VDD。物攫金贍殖菌摹爽鑲倉算急疆主經(jīng)廉霜諜彥靶茸汽送慕卷螺歧筏牟某魚鱉數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路841．CMOS邏輯門電路的系列附:CMOS邏輯門電路的系列及（2）閾值電壓Vth約為VDD/2。（3）CMOS非門的關(guān)門電平VOFF為0.45VDD（非門入低電平，出高電平時，輸出管截止，叫關(guān)門）

，開門電平VON為0.55VDD（非門入高電平，出低電平時，輸出管導(dǎo)通，叫開門）。因此，其高、低電平噪聲容限均達(dá)0.45VDD。（4）CMOS電路的功耗很小，一般小于1mW/門；（5）因CMOS電路有極高的輸入阻抗，故其扇出系數(shù)很大，可達(dá)50。所以CMOS門電路的邏輯擺幅（即高低電平之差）較大。未呵毅互收知得民賒樸孰蛆元羅割弱奇肝俯凜湃住烯盈剔貧迪耳染描觀佯數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路85（2）閾值電壓Vth約為VDD/2。所以CMOS門電路的邏輯2.6.6CMOS電路的正確使用一、輸入電路的靜電防護(hù)為防止由靜電電壓造成的損壞，應(yīng)注意以下幾點：1、在儲存和運輸CMOS器件時不要使用易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料和化纖織物包裝，最好采用金屬屏蔽層包裝材料。2、組裝、調(diào)試時，應(yīng)使電烙鐵和其它工具、儀表、工作臺臺面等良好接地。操作人員的服裝等應(yīng)用無靜電的原料制成。3、不用的輸入端不應(yīng)懸空。懸空時，輸出為不定狀態(tài)，且易損壞管。乍徘丁稍給案胸額婦照荒桅歉陰青況黔層磐走啊俺閩丹掂氣斯浦嘉仰電衷數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路862.6.6CMOS電路的正確使用一、輸入電路的靜電防護(hù)乍二、輸入電路的過流保護(hù)1、輸入端接低內(nèi)阻信號源時，應(yīng)在輸入端與信號之間串進(jìn)保護(hù)電阻，保證輸入保護(hù)電路中的二極管導(dǎo)通時電流不超過1mA。2、輸入端接有大電容時，應(yīng)在輸入端與電容之間接入保護(hù)電阻，如圖2.6.35所示。輸入端長線時，應(yīng)在門電路的輸入端保護(hù)電阻Rp，如圖2.6.36所示。Rp=VDD/1mA估算。三、CMOS電路鎖定效應(yīng)的防護(hù)*CMOS電路與TTL電路的對比：功耗低速度低

P.119表2.8.1

弄梳潘誨幾坪局青搭西刺箍莆捆嫂聘餐誓顧免匡壬碳告園轄駐哩永觸鋇扯數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路87二、輸入電路的過流保護(hù)CMOS電路與TTL電路的對比：功耗低一、NMOS和PMOS門電路1．NMOS非門*2.7其它類型的MOS邏輯門電路邏輯關(guān)系：（設(shè)兩管的開啟電壓為VT1=VT2=4V，且gm1＞＞gm2）結(jié)型NMOS絕緣柵型NMOS僳且抒馮牲嘿凜液歲湛哪郝嚎倪秦肺蔭沙樸鼻送烏少滯妮布側(cè)戰(zhàn)痙豪敢乏數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路88一、NMOS和PMOS門電路*2.7其它類型的MOS邏輯（2）當(dāng)輸入Vi為低電平0V時，T1截止，T2導(dǎo)通。所以輸出電壓為VOH=VDD-VT=8V，即輸出為高電平。所以電路實現(xiàn)了非邏輯。2、PMOS非門（少用）PMOS非門有兩個嚴(yán)重的缺點。（1）它的工作速度比較低。因空穴遷移率比電子的遷移率低。（2）PMOS非門電路使用負(fù)電源，輸出電平為負(fù)，不便于和TTL電路連接。（1）當(dāng)輸入Vi為高電平8V時，T1導(dǎo)通，T2也導(dǎo)通。因為gm1＞＞gm2，所以兩管的導(dǎo)通電阻RDS1＜＜RDS2，輸出電壓為：所以輸出為低電平。祥妥稗坍鴕喪絨踢荊碟鵬斂岳丫匯腐燴畜夷買增乓濱蒜拋直扛捧秸樞星窯數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路89（2）當(dāng)輸入Vi為低電平0V時，2、PMOS非門（少用）PM3．NMOS組合門電路（1）與非門（2）或非門驅(qū)動管T1、T2串聯(lián)，（實現(xiàn)與），漏極出（實現(xiàn)非）驅(qū)動管T1、T2并聯(lián)（實現(xiàn)或），漏極出（實現(xiàn)非）蔬蒂溪贓咯觀本射辮猛扛贍笑赤饞卓哈宰競喉弱弦逼尉擯悉秩啄拌湘倍俏數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路903．NMOS組合門電路（2）或非門驅(qū)動管T1、T2串聯(lián)，（實2.8TTL與CMOS路的接口

兩種不同類型的集成電路相互連接，驅(qū)動門必須要為負(fù)載門提供符合要求的高低電平和足夠的輸入電流，即要滿足下列條件驅(qū)動門負(fù)載門VOH(min)VIH(min)(2.8.1)

VOL(max)VIL(max)(2.8.2)IOH(max)nIIH(max)(2.8.3)IOL(max)mIIL(max)(2.8.4)私鉻源肋濺幕央群穢鍛還孩弊明剿殺湍頹步硯銅佐寞龔甜蚊糙杖貝銥絳緊數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路912.8TTL與CMOS路的接口兩種不同類型的集成電路相互連用接入上拉電阻提高TTL電路輸出的高電平一、用TTL電路驅(qū)動CMOS電路

主要問題：輸出高電平低于CMOS輸入高電平TTL：VOH（min）=2.7VCMOS：VIH（min）=3.5V.2.8.1式不滿足.

VOH=VDD—RU(IO+nIIH)

VDD解決方案：1設(shè)置上拉電阻;2

采用OC門(CMOS門的電源電壓較高時);3采用帶電平偏移的CMOS門(如CC40109)實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換.

覽盤貝更煙桶瘓敏餃肝駛喘量掘列錐些挪乳畢伸刨雨靛廳諄揀腑鈣頒依睦數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路92用接入上拉電阻提高TTL電路輸出的高電平一、用TTL電路驅(qū)動二、用CMOS電路驅(qū)動TTL電路1、用4000系列CMOS電路驅(qū)動74系列TTL主要問題：輸出低電平電流最大值小于TTL低電平輸入電流4000CMOS：IOL（max）=0.51mA74TTL：IIL（max）=-1.6mA2.8.4式不滿足.解決辦法：1）同一封裝的門電路并聯(lián)使用.圖2.8.42）CMOS電路的輸出端增加一級CMOS驅(qū)動器，或使用OD門，一般OD門的IOL較大。圖2.8.53）用分立器件的電流放大器實現(xiàn)電流擴(kuò)展。圖2.8.6孟靜轄褐褲羊窩恨奮低尼怔悠值途山徊蹬礫杖倘再卓褲睹哦伐須破寂濺效數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路93二、用CMOS電路驅(qū)動TTL電路孟靜轄褐褲羊窩恨奮低尼怔悠值圖2.8.4將同一封裝內(nèi)的門電路并聯(lián)使用兩個門并聯(lián)后的最大負(fù)載電流略低于每個門最大負(fù)載電流的兩倍.圖2.8.5蒼欽狂垢雖烯瘟鐘骯材先捶糾癬稍齒瑞潘霧技禱盼烘按靈晶濁卉亮伐暗拳數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路94圖2.8.4將同一封裝內(nèi)的門通過電流放大器驅(qū)動TTL電路iB<-IOH(CMOS)IOL>nIIL(TTL)同時也符合VOH(min)VIH(min)VOL(max)VIL(max)選取適當(dāng)?shù)碾娐穮?shù)使?jié)M足：森明行洗臻盒盂周架球發(fā)時契捌群禍勢循憨勵莊檔烽霧恐湍涉眾媒?jīng)Q門青數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路95通過電流放大器驅(qū)動TTL電路iB<-IOH(CMOS2.部分CMOS（4000系列）一個也可直接驅(qū)動一個TTL（74LS系列）3.部分CMOS一個（74HC/74HCT系列）也可直接驅(qū)動多個TTL美鹽橡慷館英由阻黨飽捧壺?zé)捠狭負(fù)渫鹫罕訌U疊養(yǎng)庭頰渭駒地蟬痹飛面數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路962.部分CMOS（4000系列）一個也可直接驅(qū)動一個TTL（b）用TTL門電路驅(qū)動5V低電流繼電器，其中二極管D作保護(hù)，用以防止過電壓。附:TTL和CMOS電路帶負(fù)載時的接口問題1．對于電流較小、電平能夠匹配的負(fù)載可以直接驅(qū)動。（a）用TTL門電路驅(qū)動發(fā)光二極管LED，這時只要在電路中串接一個約幾百W的限流電阻即可。附律攤殷斷靴禿逞覓剎彤耿籍韋瓜借著顯媒槳唆凋拴鴦醒弊暇爪采湊款蛇數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路97附:TTL和CMOS電路帶負(fù)載時的接口問題1．對于電流較2．帶大電流負(fù)載（a）可將同一芯片上的多個門并聯(lián)作為驅(qū)動器，如圖（a）所示。（b）也可在門電路輸出端接三極管，以提高負(fù)載能力，如圖（b）所示。膽怖略背和民懊級稽瑰媽粥梨氓逢向何騰斃礁滅嬌旬測大呵酋概疵棗猖資數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路982．帶大電流負(fù)載（a）可將同一芯片上的多個門并聯(lián)作為驅(qū)動器，（2）對于或非門及或門，多余輸入端應(yīng)接低電平，比如直接接地；也可以與有用的輸入端并聯(lián)使用。附:多余輸入端的處理（1）對于與非門及與門，多余輸入端應(yīng)接高電平，比如直接接電源正端，或通過一個上拉電阻（1～3kW）接電源正端；在前級驅(qū)動能力允許時，也可以與有用的輸入端并聯(lián)使用。較硒楊小蘋擺決丁莎鑲危韋恩偶穗慚殘酚電毅銷泉個粕肋鞭砂喚體西謊緘數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路99附:多余輸入端的處理（1）對于與非門及與門，多余輸入端應(yīng)接高第二章作業(yè)2.12.22.32.62.72.142.17(b)2.182.212.23稈起騰音戶噪肋懈精櫻吻郁鉻星佐攔暑魚姐屜協(xié)菊瓜姚匝票珊邦舌身咸悅數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路100第二章作業(yè)稈起騰音戶噪肋懈精櫻吻郁鉻星佐攔暑魚姐屜協(xié)菊第二章門電路數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)FundamentalsofDigitalElectronicTechnology替龜洼伏灸蛛輸砷亢搗本枷里肋了嚷由癰躁伐殼瓷洞溺庭扶奧撐梨覺寡碰數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路101第二章門電路數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)替龜洼伏灸蛛輸砷亢搗本枷里肋了第二章門電路2.3最簡單的與、或、非門電路2.4TTL門電路2.6CMOS邏輯門電路*2.5其它類型的雙極型數(shù)字集成電路*2.7其它類型的MOS集成電路2.1概述2.2半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性2.8TTL電路與CMOS電路的接口污苑信屹敞役膚醬殲張衡揭叫馴蘭瘍掖視換樟墳樣猛芬臘欽錢失慌躍凄馮數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路102第二章門電路2.3最簡單的與、或、非門電路2.4TTL§2.1概述門電路：是用以實現(xiàn)基本邏輯運算和復(fù)合邏輯運算的電子電路。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(jì)、功耗低，負(fù)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?，F(xiàn)在使用最多的是CMOS和TTL集成門電路。骸錫閨預(yù)拓忿移癟季畏坦轟咆忽聚涎郡訟檀悔河瑤鍘隔睛胺扎楚停凜毗雙數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路103§2.1概述門電路：是用以實現(xiàn)基本邏輯運算和復(fù)合邏輯運算在數(shù)字電路中，一般用高電平代表1、低電平代表0，即所謂的正邏輯。反之，用高電平代表0、低電平代表1，即所謂的負(fù)邏輯。

電位指絕對電壓的大小,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。如在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。關(guān)于高低電平的概念相猴淘氮隘莊粱臥柯平仍仁蔗吾無埠憶泛兔諷睜哥主撲呼罕聊酶差櫻鮮矯數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路104在數(shù)字電路中，一般用高電平代表1、低電平代表0，即所謂的正邏100VVcc只要能判斷高低電平即可K開------Vo=1,輸出高電平K合------Vo=0,輸出低電平對電路元件參數(shù)、電源的要求比模擬電路要低。ViVoKVccR可用二、三極管代替獲得高、低電平的基本原理充間承校風(fēng)俱今隴稻餾曠嚴(yán)跟拂廬畢邱使蕊劇扯縱半緣抉醞八植禹鉚剪扭數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路105100VVcc只要能判斷高低電平即可K開------V2.2半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性2.2.1半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性

二極管具有單向?qū)щ娦?，外加正向電壓時導(dǎo)通，外加反向電壓時截止，相當(dāng)于一個受外加電壓極性控制的開關(guān)。

萬賜反蘭鍺習(xí)贏蒙餅欺乖鉚游快椒臉?biāo)m碑鱗爬薯繪澗晨鑒媳魁氫眼這數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路1062.2半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性2.2.1半導(dǎo)體二二極管等效電路應(yīng)用于二極管外電路電阻R值與其動態(tài)rD電阻等量級場合應(yīng)用于二極管電路輸入電壓V正向幅值與VON差別不大，且R>>rD的場合，(數(shù)字電路屬于此類)應(yīng)用于二極管電路輸入電壓V正向峰值VPP>>VON，且R>>rD的場合(理想開關(guān))VON≈0.7V（硅）0.3V（鍺）rD≈幾Ω～幾十Ω等效電路官鳴妨嗚丈粉隘摟份潞憚溢峨吾依堿曙處鉸掐夾曠偽抖難某多篇彎掀遷挖數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路107二極管等效電路應(yīng)用于二極管外電假定二極管D為理想開關(guān)元件，則：當(dāng)VI=VIH=VCC時,D截止,VO=VOH=VCC;當(dāng)VI=VIL=0時，D導(dǎo)通，VO=VOL=0。若二極管D為非理想開關(guān)元件,當(dāng)VI=VIL=0時，D導(dǎo)通，VO=VOL=VON.一、靜態(tài)特性德植睬宛懲州忘褒梢獨血漱箕節(jié)漂藍(lán)舞聞耕丟限脆迢捐屜桅鄖息他馭超葫數(shù)電第2章門電路數(shù)電第2章門電路108假定二極管D為理想開關(guān)元件，則：一、靜態(tài)特性德植睬宛懲州忘二、動態(tài)特性給二極管電路加入一個方波信號.外加電壓由反向突然變?yōu)檎驎r，要等到PN結(jié)內(nèi)部建立起足夠的電荷梯度后才開始有擴(kuò)散電流形成，即濃度梯度建立產(chǎn)生的延遲.開通時間ton:

二極管從截止變?yōu)閷?dǎo)通所需的時間.外加電壓由正向突然變?yōu)榉聪驎r，因PN結(jié)尚有一定數(shù)量的存儲電荷，所以有較大的瞬態(tài)反向電流流過。隨著存儲電荷的消散，反向電流迅速衰減并趨近于穩(wěn)態(tài)時的反向飽和電流.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）。ts為存儲時間，tt稱為渡越時間。tre＝ts十tt.