三逻辑门电路.pptx

实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的电子电路
与
或
非
与非
或非
异或
与或非
晶体管的开关特性
概述
与门
或门
非门
与非门
或非门
异或门
与或非门
第三章逻辑门电路
一、逻辑变量与两状态开关
低电平
高电平
断开
闭合
高电平 3 V
低电平 0 V
二值逻辑:
所有逻辑变量只有两种取值(1 或 0)。
数字电路:
通过电子开关 S 的两种状态(开或关)
获得高、低电平,用来表示 1 或 0。
3V
3V
逻辑状态
1
0
0
1
S 可由二极管、三极管或 MOS 管实现
二、高、低电平与正、负逻辑
负逻辑
正逻辑
0V
5V


高电平和低电平是两个不同的可以截然区别开来的电压范围。
0
1
0V
5V


1
0
三、分立元件门电路和集成门电路
1. 分立元件门电路
用分立的元器件和导线连接起来构成的门电路。
2. 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。
常用:CMOS 和 TTL 集成门电路
四、数字集成电路的集成度
一块芯片中含有等效逻辑门或元器件的个数
小规模集成电路 SSI
(Small Scale Integration)
< 10 门/片
或< 100 元器件/片
中规模集成电路 MSI
(Medium Scale Integration)
10 ~ 99 门/片
或 100 ~ 999 元器件/片
大规模集成电路 LSI
(Large Scale Integration)
100 ~ 9 999 门/片
或 1 000 ~ 99 999 元器件/片
超大规模集成电路 VLSI
(Very Large Scale Integration)
> 10 000 门/片
或> 100 000 元器件/片
3. 1. 2 晶体二极管的开关特性
一、静态特性
1. 外加正向电压(正偏)
二极管导通(相当于开关闭合)
2. 外加反向电压(反偏)
二极管截止(相当于开关断开)
硅二极管伏安特性
阴极
A
阳极
K
PN结
-
A
K
+
P区
N区
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
正向
导通区
反向
截止区
反向
击穿区


/mA
/V
0
D
+
-
+
-
二极管的开关作用:
[例]
uO = 0 V
uO = V
电路如图所示,
试判别二极管的工作
状态及输出电压。
二极管截止
二极管导通
[解]
D
V
+
-
二、动态特性
1. 二极管的电容效应
结电容 C j
扩散电容 C D
2. 二极管的开关时间
电容效应使二极管的通断需要一段延迟时间才能完成
t
t
0
0
(反向恢复时间)
≤
ton —开通时间
toff —关断时间
一、静态特性
NPN
3. 1. 3 晶体三极管的开关特性
发射结
集电结
发射极
emitter
基极
base
集电极
collector
b
iB
iC
e
c
(电流控制型)
1. 结构、符号和输入、输出特性
(2) 符号
N
N
P
(Transistor)
(1) 结构
(3) 输入特性
(4) 输出特性
iC / mA
uCE /V
50 µA
40µA
30 µA
20 µA
10 µA
iB = 0
0 2 4 6 8
4
3
2
1
放大区
截止区
饱
和
区
0
uBE /V
iB / µA
发射结正偏
放大
i C=  iB
集电结反偏
饱和
i C <  iB
两个结正偏
I CS=  IBS
临界
截止
iB ≈ 0, iC ≈ 0
两个结反偏
电流关系
状态
条件