1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）教學(xué)課件清華大學(xué) 閻石 王紅,聯(lián)系地址：清華大學(xué) 自動(dòng)化系 郵政編碼：100084 電子信箱：wang_ 聯(lián)系電話：(010)62792973,第一章 數(shù)制和碼制,1.1 概述,數(shù)字量和模擬量 數(shù)字量：變化在時(shí)間上和數(shù)量上都是不連續(xù)的。（存在一個(gè)最小數(shù)量單位） 模擬量：數(shù)字量以外的物理量。 數(shù)字電路和模擬電路：工作信號(hào)，研究的對(duì)象，分析/設(shè)計(jì)方法以及所用的數(shù)學(xué)工具都有顯著的不同,數(shù)字量和模擬量,電子電路的作用：處理信息 模擬電路：用連續(xù)的模擬電壓/電流值來表示信息,數(shù)字量和模擬量,電子電路的作用：處理信息 數(shù)字電路：用一個(gè)離散的電壓序列來表示信息,1. 2 幾種常用的

2、數(shù)制,數(shù)制： 每一位的構(gòu)成 從低位向高位的進(jìn)位規(guī)則 常用到的： 十進(jìn)制，二進(jìn)制，八進(jìn)制，十六進(jìn)制,十進(jìn)制，二進(jìn)制，八進(jìn)制，十六進(jìn)制,逢二進(jìn)一,逢八進(jìn)一,逢十進(jìn)一,逢十六進(jìn)一,不同進(jìn)制數(shù)的對(duì)照表,1.3不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換,一、二十轉(zhuǎn)換 例：,二、十二轉(zhuǎn)換,整數(shù)部分: 例：,二、十二轉(zhuǎn)換,小數(shù)部分: 例：,三、二十六轉(zhuǎn)換,例：將(01011110.10110010)2化為十六進(jìn)制,四、十六二轉(zhuǎn)換,例：將(8FAC6)16化為二進(jìn)制,五、八進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換,例：將(011110.010111)2化為八進(jìn)制,例：將(52.43)8化為二進(jìn)制,六、十六進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換,十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制,十

3、進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制：通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)化,1.4二進(jìn)制運(yùn)算,1.4.1 二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算的特點(diǎn) 算術(shù)運(yùn)算：1：和十進(jìn)制算數(shù)運(yùn)算的規(guī)則相同 2：逢二進(jìn)一 特 點(diǎn)：加、減、乘、除 全部可以用移位和相 加這兩種操作實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu),所以數(shù)字電路中普遍采用二進(jìn)制算數(shù)運(yùn)算,1.4二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算,1.4.2 反碼、補(bǔ)碼和補(bǔ)碼運(yùn)算 二進(jìn)制數(shù)的正、負(fù)號(hào)也是用0/1表示的。 在定點(diǎn)運(yùn)算中，最高位為符號(hào)位（0為正，1為負(fù)） 如 +89 = （0 1011001） -89 = （1 1011001）,二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼：,最高位為符號(hào)位（0為正，1為負(fù)） 正數(shù)的補(bǔ)碼和它的原碼相同 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼 = 數(shù)值位逐位求反(反碼) +

4、1 如 +5 = （0 0101） -5 = （1 1011） 通過補(bǔ)碼，將減一個(gè)數(shù)用加上該數(shù)的補(bǔ)碼來實(shí)現(xiàn),10 5 = 5 10 + 7 12= 5 （舍棄進(jìn)位） 7+5=12 產(chǎn)生進(jìn)位的模 7是-5對(duì)模數(shù)12的補(bǔ)碼,1011 0111 = 0100 （11 - 7 = 4） 1011 + 1001 = 10100 =0100（舍棄進(jìn)位） （11 + 916 = 4） 0111 + 1001 =24 0111是- 1001對(duì)模24 （16） 的補(bǔ)碼,兩個(gè)補(bǔ)碼表示的二進(jìn)制數(shù)相加時(shí)的符號(hào)位討論,例：用二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算求出 1310 、1310 、1310 、1310,結(jié)論：將兩個(gè)加數(shù)的符號(hào)位和來自

5、最高位數(shù)字位的進(jìn)位相加，結(jié)果就是和的符號(hào),解：,1.5幾種常用的編碼,一、十進(jìn)制代碼 幾種常用的十進(jìn)制代碼,二、格雷碼,特點(diǎn)：1.每一位的狀態(tài)變化都按一定的順序循環(huán)。 2.編碼順序依次變化，按表中順序變化時(shí)，相鄰代碼只有一位改變狀態(tài)。 應(yīng)用：減少過渡噪聲,三、美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASC）,ASC是一組七位二進(jìn)制代碼，共128個(gè) 應(yīng)用：計(jì)算機(jī)和通訊領(lǐng)域,第二章 邏輯代數(shù)基礎(chǔ),2.1 概述,基本概念 邏輯： 事物的因果關(guān)系 邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)： 邏輯代數(shù) 在二值邏輯中的變量取值： 0/1,2.2 邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算,與（AND） 或（OR） 非（NOT）,以A=1表示開關(guān)A合上，A=0表示

6、開關(guān)A斷開；以Y=1表示燈亮，Y=0表示燈不亮；三種電路的因果關(guān)系不同：,與,條件同時(shí)具備，結(jié)果發(fā)生 Y=A AND B = A&B=AB=AB,或,條件之一具備，結(jié)果發(fā)生 Y= A OR B = A+B,非,條件不具備，結(jié)果發(fā)生,幾種常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算,與非 或非 與或非,幾種常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算,異或 Y= A B,幾種常用的復(fù)合邏輯運(yùn)算,同或 Y= A B,2.3.1 基本公式 2.3.2 常用公式,2.3 邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式,2.3.1 基本公式,根據(jù)與、或、非的定義，得表2.3.1的布爾恒等式,證明方法：推演 真值表,公式（17）的證明（公式推演法）：,公式（17）的證明（真

7、值表法）：,2.3.2 若干常用公式,2.4 邏輯代數(shù)的基本定理,2.4.1 代入定理 -在任何一個(gè)包含A的邏輯等式中，若以另外一個(gè)邏輯式代入式中A的位置，則等式依然成立。,2.4.1 代入定理,應(yīng)用舉例： 式（17） A+BC = (A+B)(A+C) A+B(CD) = (A+B)(A+CD) = (A+B)(A+C)(A+D),2.4.1 代入定理,應(yīng)用舉例： 式 （8）,2.4 邏輯代數(shù)的基本定理,2.4.2 反演定理 -對(duì)任一邏輯式,變換順序 先括號(hào)，然后乘，最后加,不屬于單個(gè)變量的上的反號(hào)保留不變,2.4.2 反演定理,應(yīng)用舉例：,2.5.1 邏輯函數(shù) Y=F(A,B,C,) -若

8、以邏輯變量為輸入，運(yùn)算結(jié)果為輸出，則輸入變量值確定以后，輸出的取值也隨之而定。輸入/輸出之間是一種函數(shù)關(guān)系。 注：在二值邏輯中， 輸入/輸出都只有兩種取值0/1。,2.5 邏輯函數(shù)及其表示方法,2.5.2 邏輯函數(shù)的表示方法,真值表 邏輯式 邏輯圖 波形圖 卡諾圖 計(jì)算機(jī)軟件中的描述方式 各種表示方法之間可以相互轉(zhuǎn)換,真值表,邏輯式 將輸入/輸出之間的邏輯關(guān)系用與/或/非的運(yùn)算式表示就得到邏輯式。 邏輯圖 用邏輯圖形符號(hào)表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，與邏輯電路的實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)。 波形圖 將輸入變量所有取值可能與對(duì)應(yīng)輸出按時(shí)間順序排列起來畫成時(shí)間波形。,卡諾圖 EDA中的描述方式 HDL (Hardware D

9、escription Language) VHDL (Very High Speed Integrated Circuit ) Verilog HDL EDIF DTIF 。,舉例：舉重裁判電路,各種表現(xiàn)形式的相互轉(zhuǎn)換：,真值表 邏輯式 例：奇偶判別函數(shù)的真值表 A=0,B=1,C=1使 ABC=1 A=1,B=0,C=1使 ABC=1 A=1,B=1,C=0使 ABC =1 這三種取值的任何一種都使Y=1, 所以 Y= ?,真值表 邏輯式： 找出真值表中使 Y=1 的輸入變量取值組合。 每組輸入變量取值對(duì)應(yīng)一個(gè)乘積項(xiàng)，其中取值為1的寫原變量，取值為0的寫反變量。 將這些變量相加即得 Y。 把

10、輸入變量取值的所有組合逐個(gè)代入邏輯式中求出Y，列表,邏輯式 邏輯圖 1. 用圖形符號(hào)代替邏輯式中的邏輯運(yùn)算符。,邏輯式 邏輯圖 1. 用圖形符號(hào)代替邏輯式中的邏輯運(yùn)算符。 2. 從輸入到輸出逐級(jí)寫出每個(gè)圖形符號(hào)對(duì)應(yīng)的邏輯運(yùn)算式。,波形圖 真值表,最小項(xiàng) m： m是乘積項(xiàng) 包含n個(gè)因子 n個(gè)變量均以原變量和反變量的形式在m中出現(xiàn)一次,對(duì)于n變量函數(shù) 有2n個(gè)最小項(xiàng),2.5.3 邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式 最小項(xiàng)之和 最大項(xiàng)之積,最小項(xiàng)舉例：,兩變量A, B的最小項(xiàng) 三變量A,B,C的最小項(xiàng),最小項(xiàng)的編號(hào)：,最小項(xiàng)的性質(zhì),在輸入變量任一取值下，有且僅有一個(gè)最小項(xiàng)的值為1。 全體最小項(xiàng)之和為1 。 任何

11、兩個(gè)最小項(xiàng)之積為0 。 兩個(gè)相鄰的最小項(xiàng)之和可以合并，消去一對(duì)因子，只留下公共因子。 -相鄰：僅一個(gè)變量不同的最小項(xiàng) 如,邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：,例：,利用公式 可將任何一個(gè)函數(shù)化為,邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：,例：,利用公式 可將任何一個(gè)函數(shù)化為,邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：,例：,利用公式 可將任何一個(gè)函數(shù)化為,邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：,例：,邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：,例：,邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：,例：,邏輯函數(shù)最小項(xiàng)之和的形式：,例：,最大項(xiàng)：,M是相加項(xiàng)； 包含n個(gè)因子。 n個(gè)變量均以原變量和反變量的形式在M中出現(xiàn)一次。 如：兩變量A, B的最大項(xiàng),對(duì)于n變量函數(shù) 2n個(gè),最

12、大項(xiàng)的性質(zhì),在輸入變量任一取值下，有且僅有一個(gè)最大項(xiàng)的值為0； 全體最大項(xiàng)之積為0； 任何兩個(gè)最大項(xiàng)之和為1； 只有一個(gè)變量不同的最大項(xiàng)的乘積等于各相同變量之和。,最大項(xiàng)的編號(hào)：,2.6 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)法,邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)形式 最簡(jiǎn)與或 -包含的乘積項(xiàng)已經(jīng)最少，每個(gè)乘積項(xiàng)的因子也最少，稱為最簡(jiǎn)的與-或邏輯式。,2.6.1公式化簡(jiǎn)法 反復(fù)應(yīng)用基本公式和常用公式，消去多余的乘積項(xiàng)和多余的因子。 例：,2.6.1公式化簡(jiǎn)法 反復(fù)應(yīng)用基本公式和常用公式，消去多余的乘積項(xiàng)和多余的因子。 例：,2.6.1公式化簡(jiǎn)法 反復(fù)應(yīng)用基本公式和常用公式，消去多余的乘積項(xiàng)和多余的因子。 例：,2.6.1公式化簡(jiǎn)法 反復(fù)

13、應(yīng)用基本公式和常用公式，消去多余的乘積項(xiàng)和多余的因子。 例：,2.6.1公式化簡(jiǎn)法 反復(fù)應(yīng)用基本公式和常用公式，消去多余的乘積項(xiàng)和多余的因子。 例：,2.6.2 卡諾圖化簡(jiǎn)法,邏輯函數(shù)的卡諾圖表示法 實(shí)質(zhì)：將邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和的以圖形的方式表示出來 以2n個(gè)小方塊分別代表 n 變量的所有最小項(xiàng)，并將它們排列成矩陣，而且使幾何位置相鄰的兩個(gè)最小項(xiàng)在邏輯上也是相鄰的（只有一個(gè)變量不同），就得到表示n變量全部最小項(xiàng)的卡諾圖。,表示最小項(xiàng)的卡諾圖,二變量卡諾圖 三變量的卡諾圖,4變量的卡諾圖,表示最小項(xiàng)的卡諾圖,二變量卡諾圖 三變量的卡諾圖,4變量的卡諾圖,表示最小項(xiàng)的卡諾圖,二變量卡諾圖 三變量的

14、卡諾圖,4變量的卡諾圖,五變量的卡諾圖,用卡諾圖表示邏輯函數(shù),將函數(shù)表示為最小項(xiàng)之和的形式 。 在卡諾圖上與這些最小項(xiàng)對(duì)應(yīng)的位置上添入1，其余地方添0。,用卡諾圖表示邏輯函數(shù),例：,用卡諾圖表示邏輯函數(shù),用卡諾圖化簡(jiǎn)函數(shù),依據(jù)：具有相鄰性的最小項(xiàng)可合并，消去不同因子。 在卡諾圖中，最小項(xiàng)的相鄰性可以從圖形中直觀地反映出來。,合并最小項(xiàng)的原則： 兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去一對(duì)因子 四個(gè)排成矩形的相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去兩對(duì)因子 八個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去三對(duì)因子,兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，消去一對(duì)因子,化簡(jiǎn)步驟： -用卡諾圖表示邏輯函數(shù) -找出可合并的最小項(xiàng) -化簡(jiǎn)后的乘積項(xiàng)相

15、加 （項(xiàng)數(shù)最少，每項(xiàng)因子最少）,用卡諾圖化簡(jiǎn)函數(shù),卡諾圖化簡(jiǎn)的原則,化簡(jiǎn)后的乘積項(xiàng)應(yīng)包含函數(shù)式的所有最小項(xiàng)，即覆蓋圖中所有的1。 乘積項(xiàng)的數(shù)目最少，即圈成的矩形最少。 每個(gè)乘積項(xiàng)因子最少，即圈成的矩形最大。,例：,A,BC,例：,A,BC,例：,A,BC,例：,化 簡(jiǎn) 結(jié) 果 不 唯 一,例：,AB,CD,例：,AB,CD,約束項(xiàng) 任意項(xiàng) 邏輯函數(shù)中的無關(guān)項(xiàng)：約束項(xiàng)和任意項(xiàng)可以寫入函數(shù)式，也可不包含在函數(shù)式中，因此統(tǒng)稱為無關(guān)項(xiàng)。,在邏輯函數(shù)中，對(duì)輸入變量取值的限制，在這些取值下為1的最小項(xiàng)稱為約束項(xiàng),在輸入變量某些取值下，函數(shù)值為1或?yàn)?不影響邏輯電路的功能，在這些取值下為1的最小項(xiàng)稱為任意項(xiàng)

16、,2.7具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)及其化簡(jiǎn)2.7.1 約束項(xiàng)、任意項(xiàng)和邏輯函數(shù)式中的無關(guān)項(xiàng),2.7.2 無關(guān)項(xiàng)在化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)中的應(yīng)用,合理地利用無關(guān)項(xiàng)，可得更簡(jiǎn)單的化簡(jiǎn)結(jié)果。 加入（或去掉）無關(guān)項(xiàng)，應(yīng)使化簡(jiǎn)后的項(xiàng)數(shù)最少，每項(xiàng)因子最少 從卡諾圖上直觀地看，加入無關(guān)項(xiàng)的目的是為矩形圈最大，矩形組合數(shù)最少。,AB,CD,AB,CD,AB,CD,例：,AB,CD,2.8 用multisim進(jìn)行邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)與變換,例:已知邏輯函數(shù)Y的真值表如下,試用multisim求出Y的邏輯函數(shù)式,并將其化簡(jiǎn)為與-或形式,補(bǔ)：半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí),半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)（1）,本征半導(dǎo)體：純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。 常用：硅Si，鍺

17、Ge,兩種載流子,半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)（2）,雜質(zhì)半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體 多子：自由電子 少子：空穴,半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)（2）,雜質(zhì)半導(dǎo)體 P型半導(dǎo)體 多子：空穴 少子：自由電子,半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)（3）,PN結(jié)的形成 空間電荷區(qū)（耗盡層） 擴(kuò)散和漂移,半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)（4）,PN結(jié)的單向?qū)щ娦?外加正向電壓,半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)（4）,PN結(jié)的單向?qū)щ娦?外加反向電壓,半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)（5）,PN結(jié)的伏安特性,正向?qū)▍^(qū),反向截止區(qū),反向擊穿區(qū),K:波耳茲曼常數(shù) T:熱力學(xué)溫度 q: 電子電荷,第三章 門電路,3.1 概述,門電路：實(shí)現(xiàn)基本運(yùn)算、復(fù)合運(yùn)算的單元電路，如與門、與非門、或門 ,門電路中以高/低電平表示邏輯狀

18、態(tài)的1/0,獲得高、低電平的基本原理,高/低電平都允許有一定的變化范圍,正邏輯：高電平表示1，低電平表示0負(fù)邏輯：高電平表示0，低電平表示1,3.2半導(dǎo)體二極管門電路半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和外特性（Diode）,二極管的結(jié)構(gòu)： PN結(jié) + 引線 + 封裝構(gòu)成,P,N,3.2.1二極管的開關(guān)特性：,高電平：VIH=VCC 低電平：VIL=0,VI=VIH D截止，VO=VOH=VCC VI=VIL D導(dǎo)通，VO=VOL=0.7V,二極管的開關(guān)等效電路：,二極管的動(dòng)態(tài)電流波形：,3.2.2 二極管與門,設(shè)VCC = 5V 加到A,B的 VIH=3V VIL=0V 二極管導(dǎo)通時(shí) VDF=0.7V,規(guī)定3

19、V以上為1,0.7V以下為0,3.2.3 二極管或門,設(shè)VCC = 5V 加到A,B的 VIH=3V VIL=0V 二極管導(dǎo)通時(shí) VDF=0.7V,規(guī)定2.3V以上為1,0V以下為0,二極管構(gòu)成的門電路的缺點(diǎn),電平有偏移 帶負(fù)載能力差 只用于IC內(nèi)部電路,3.3 CMOS門電路3.3.1MOS管的開關(guān)特性,一、MOS管的結(jié)構(gòu),S (Source)：源極 G (Gate)：柵極 D (Drain)：漏極 B (Substrate):襯底,金屬層,氧化物層,半導(dǎo)體層,PN結(jié),以N溝道增強(qiáng)型為例：,以N溝道增強(qiáng)型為例： 當(dāng)加+VDS時(shí)， VGS=0時(shí)，D-S間是兩個(gè)背向PN結(jié)串聯(lián)，iD=0 加上+V

20、GS，且足夠大至VGS VGS (th), D-S間形成導(dǎo)電溝道（N型層）,開啟電壓,二、輸入特性和輸出特性,輸入特性：直流電流為0，看進(jìn)去有一個(gè)輸入電容CI，對(duì)動(dòng)態(tài)有影響。 輸出特性： iD = f (VDS) 對(duì)應(yīng)不同的VGS下得一族曲線 。,漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域）,截止區(qū) 恒流區(qū) 可變電阻區(qū),漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域）,截止區(qū)：VGS 109,漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域）,恒流區(qū)： iD 基本上由VGS決定，與VDS 關(guān)系不大,漏極特性曲線（分三個(gè)區(qū)域）,可變電阻區(qū)：當(dāng)VDS 較低（近似為0）， VGS 一定時(shí)， 這個(gè)電阻受VGS 控制、可變。,三、MOS管的基本開關(guān)電路,四、等效電路

21、,OFF ，截止?fàn)顟B(tài) ON，導(dǎo)通狀態(tài),五、MOS管的四種類型,增強(qiáng)型 耗盡型,大量正離子,導(dǎo)電溝道,3.3.2 CMOS反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理,一、電路結(jié)構(gòu),二、電壓、電流傳輸特性,三、輸入噪聲容限,結(jié)論：可以通過提高VDD來提高噪聲容限,3.3.3 CMOS 反相器的靜態(tài)輸入和輸出特性,一、輸入特性,二、輸出特性,二、輸出特性,3.3.4 CMOS反相器的動(dòng)態(tài)特性,一、傳輸延遲時(shí)間,二、交流噪聲容限 三、動(dòng)態(tài)功耗,三、動(dòng)態(tài)功耗,3.3.5 其他類型的CMOS門電路,一、其他邏輯功能的門電路,1. 與非門 2.或非門,帶緩沖極的CMOS門,1、與非門,帶緩沖極的CMOS門,2.解決方法,二

22、、漏極開路的門電路（OD門）,三、 CMOS傳輸門及雙向模擬開關(guān),1. 傳輸門,2. 雙向模擬開關(guān),四、三態(tài)輸出門,三態(tài)門的用途,雙極型三極管的開關(guān)特性 （BJT, Bipolar Junction Transistor）,3.5 TTL門電路3.5.1 半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性,一、雙極型三極管的結(jié)構(gòu) 管芯 + 三個(gè)引出電極 + 外殼,基區(qū)薄 低摻雜,發(fā)射區(qū)高摻雜,集電區(qū)低摻雜,以NPN為例說明工作原理：,當(dāng)VCC VBB be 結(jié)正偏, bc結(jié)反偏 e區(qū)發(fā)射大量的電子 b區(qū)薄，只有少量的空穴 bc反偏，大量電子形成IC,二、三極管的輸入特性和輸出特性 三極管的輸入特性曲線（NPN）,VON

23、：開啟電壓 硅管，0.5 0.7V 鍺管，0.2 0.3V 近似認(rèn)為: VBE VON iB = 0 VBE VON iB 的大小由外電路電壓，電阻決定,三極管的輸出特性,固定一個(gè)IB值，即得一條曲線， 在VCE 0.7V以后，基本為水平直線,特性曲線分三個(gè)部分 放大區(qū)：條件VCE 0.7V, iB 0, iC隨iB成正比變化， iC=iB。 飽和區(qū)：條件VCE 0, VCE 很低，iC 隨iB增加變緩，趨于“飽和”。 截止區(qū)：條件VBE = 0V, iB = 0, iC = 0, ce間“斷開” 。,三、雙極型三極管的基本開關(guān)電路,只要參數(shù)合理： VI=VIL時(shí)，T截止，VO=VOH VI=

24、VIH時(shí)，T導(dǎo)通，VO=VOL,工作狀態(tài)分析：,圖解分析法：,四、三極管的開關(guān)等效電路,截止?fàn)顟B(tài),飽和導(dǎo)通狀態(tài),五、動(dòng)態(tài)開關(guān)特性,從二極管已知，PN結(jié)存在電容效應(yīng)。 在飽和與截止兩個(gè)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，iC的變化將滯后于VI，則VO的變化也滯后于VI。,六 、三極管反相器,三極管的基本開關(guān)電路就是非門 實(shí)際應(yīng)用中，為保證VI=VIL時(shí)T可靠截止，常在 輸入接入負(fù)壓。,參數(shù)合理？ VI=VIL時(shí)，T截止，VO=VOH VI=VIH時(shí)，T截止，VO=VOL,例3.5.1：計(jì)算參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理,5V,-8V,3.3K,10K,1K,=20 VCE(sat) = 0.1V,VIH=5V VIL=0V,例3.5.1：計(jì)算參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理,將發(fā)射極外接電路化為等效的VB與RB電路,當(dāng) 當(dāng) 又 因此，參數(shù)設(shè)計(jì)合理,3.5.2 TTL反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理 一、電路結(jié)構(gòu) 設(shè),二、電壓傳輸特性,二、電壓傳輸特性,二、電壓傳輸特性,需要說明的幾個(gè)問題：,三、輸入噪聲容限,3.5.3 TTL反相器的靜態(tài)輸入特性和輸出特性,例：扇出系數(shù)（Fan-out）， 試計(jì)算門