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1、2023/10/3,1,第2章 逻辑门电路,2.1 二极管及三极管的开关特性,2.2 基本逻辑门电路,二极管的开关特性,三极管的开关特性,二极管与门,二极管或门,关于高低电平的概念及状态赋值,2.2.4 二极管非门（反相器）,2.2.5 关于正逻辑和负逻辑的概念,返回,结束放映,2023/10/3,2,复习,请回忆实现与、或、非逻辑的开关电路形式？它们有何共同特点？开关电路与逻辑电路是如何联系起来的？,2023/10/3,3,2.1 二极管及三极管的开关特性,数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作在开关状态。导通状态：相当于开关闭合截止状态：相当于开关断开。,半导体二极管、三极管和MOS
2、管，则是构成这种电子开关的基本开关元件。,2023/10/3,4,(1)静态特性：断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻ROFF=无穷，电流IOFF=0。,闭合时，流过其中的电流不管多大，等效电阻RON=0，电压UAK=0。,(2)动态特性：开通时间 ton=0 关断时间 toff=0,理想开关的开关特性：,2023/10/3,5,客观世界中，没有理想开关。乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。,2023/10/3,6,2
3、.1.1 二极管的开关特性,返回,1.静态特性及开关等效电路,正向导通时UD(ON)0.7V（硅）0.3V（锗）RD几 几十相当于开关闭合,2023/10/3,7,反向截止时反向饱和电流极小反向电阻很大（约几百k）相当于开关断开,2023/10/3,8,图2-2 二极管的开关等效电路(a)导通时(b)截止时,2023/10/3,9,2.动态特性：,若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。,二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。,反向恢复时间tre：二极管从导通到截止所需的时间。一般为纳秒数量级（通常tre 5
4、ns）。,2023/10/3,10,2.1.2 三极管的开关特性,1.静态特性及开关等效电路,在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在饱和和截止两种开关状态，放大区只是极短暂的过渡状态。,图2-3三极管的三种工作状态（a）电路（b）输出特性曲线,返回,2023/10/3,11,开关等效电路,(1)截止状态,条件：发射结反偏特点：电流约为0,2023/10/3,12,(2)饱和状态,条件：发射结正偏，集电结正偏特点：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅,2023/10/3,13,图2-4三极管开关等效电路(a)截止时(b)饱和时,2023/10/3,14,2.三极管的开关时间（动态特性
5、）,图2-5 三极管的开关时间,2023/10/3,15,(1)开启时间ton 三极管从截止到饱和所需的时间。ton=td+tr td：延迟时间 tr：上升时间,(2)关闭时间toff 三极管从饱和到截止所需的时间。toff=ts+tf ts：存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长）tf：下降时间,toff ton。开关时间一般在纳秒数量级。高频应用时需考虑。,2023/10/3,16,门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。,分立元件门电路和集成门电路:分立元件门电路：用分立的元件和导线连
6、接起来构成的门电路。简单、经济、功耗低，负载差。集成门电路：把构成门电路的元器件和连线都制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门电路。,2.2 基本逻辑门电路,2023/10/3,17,2.2.1 二极管与门电路,1.电路,2.工作原理,A、B为输入信号（+3V或0V）F 为输出信号 VCC+12V,表2-1电路输入与输出电压的关系,返回,2023/10/3,18,用逻辑1表示高电平（此例为+3V）用逻辑0表示低电平（此例为0.7V）,3.逻辑赋值并规定高低电平,4.真值表,可见实现了与逻辑,2023/10/3,19,5.逻辑符号6.工作波
7、形(又一种表示逻辑功能的方法）7.逻辑表达式FA B,图2-6 二极管与门（a）电路（b）逻辑符号（c）工作波形,2023/10/3,20,2.2.2 二极管或门电路,1.电路,2.工作原理,A、B为输入信号（+3V或0V）F为输出信号,返回,2023/10/3,21,4.真值表,可见实现了或逻辑,3.逻辑赋值并规定高低电平,用逻辑1表示高电平（此例为+2.3V）用逻辑0表示低电平（此例为0V）,2023/10/3,22,图2-7 二极管或门（a）电路（b）逻辑符号（c）工作波形,5.逻辑符号6.工作波形7.逻辑表达式FA+B,2023/10/3,23,2.2.3 关于高低电平的概念及状态赋值
8、,电位指绝对电压的大小；电平指一定的电压范围。高电平和低电平：在数字电路中分别表示两段电压范围。例：上面二极管与门电路中规定高电平为3V，低电平0.7V。又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定值为3V，但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为0.3V，但从0V到0.8V都算作低电平。,1.关于高低电平的概念,返回,2023/10/3,24,2.逻辑状态赋值,在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别表示输入、输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表，便于进行逻辑分析。,2023/10/3,25,2.2.4 非门（反相器）,图2-8 非门(a)电路（b）逻辑符号
9、,1.电路,2.工作原理,A、B为输入信号（+3.6V或0.3V）F为输出信号,返回,2023/10/3,26,3.逻辑赋值并规定高低电平,用逻辑1表示高电平（此例为+3.6V）用逻辑0表示低电平（此例为0.3V）,4.真值表,2023/10/3,27,2.2.5 关于正逻辑和负逻辑的概念,正逻辑体系：用1表示高电平，用0表示低电平。负逻辑体系：用1表示低电平，用0表示高电平。,1.正负逻辑的规定,2.正负逻辑的转换,对于同一个门电路，可以采用正逻辑，也可以采用负逻辑。本书若无特殊说明，一律采用正逻辑体制。同一个门电路，对正、负逻辑而言，其逻辑功能是不同的。,返回,2023/10/3,28,正与门相当于负或门,二极管与门电路,返回,2023/10/3,29,作业题,2-1,返回,
