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山东理工大学教案第6 次课教学课型:理论课□√实验课****题课□实践课□技能课□其它□主要教学内容(注明: * 重点# 难点): ; ; *; *; #*; -三极管与非门。教学目的要求: 清楚饱和深度含义、逻辑电平的高电平和低电平都是一个范围和正逻辑与负逻辑的概念,理解分离元件基本门电路的工作原理,掌握基本运算和复合运算规律及其逻辑功能表示, 理解灌电流负载和拉电流负载的概念等。教学方法和教学手段: 讲授板书讨论、思考题、作业: , 参考资料: 《数字电子技术简明教程》余孟尝主编高等教育出版社 2001 《数字集成电子技术教程》李士雄高等教育出版社 1993 《数字电子技术基础》阎石高等教育出版社 2000 《数字电子技术基础》侯建军主编高等教育出版社 2003 注:教师讲稿附后第3章门电路教学重点: 1半导体元器件的开关特性; 2各种门电路工作原理及其特点; 3 MOS 反向器及其主要参数; 4 TTL 反向器及其主要参数。 介绍教学难点: 1各种集成门电路工作原理及其特点; 2集成门电路的电气特性; 3集成门电路的参数意义。概述 ,叫做逻辑门电路,简称门电路。 ,不是 0就是 1,电子开关是两状态开关,二极管、三极管、 MOS 管是基本开关元件。 、低电平与正、负逻辑 P57 高、低电平均是一个范围,如--------- 赋值---------- 正、负逻辑 SSI <10 门/片或<100 个元器件/片中规模 MSI 10∽99门/片或100 ∽999 个元器件/片大规模 LSI 100 ∽9999 门/片或1000 ∽99999 个元器件/片超大规模 VSI >10000 门/片或>100000 个元器件/片甚大规模 USI >亿门/片或>10亿个元器件/片 3-1 晶体管的开关特性一、理想开关的开关特性 ,无论 U AK 变化范围多大,其等效电阻 R OFF =∞,通过的电流 I OFF = 0; 闭合时,无论流过的电流 I 变化范围多大,其等效电阻 R ON =0 两端的电压 U AK =0 ; 0,动作瞬间完成,即开通时间 t on =0和关断时间 t o ff =0 。二、二极管的开关特性( 以硅管为例) (一)静态特性伏安特性曲线门槛电压 导通压降 U D > 时,二极管导通,而且一旦导通之后,就可以近似的认为 U D≈ ,如同------- 。 U D<U O= 时,二极管截止,而且一旦截止之后,就可以近似的认为 I D≈0。等效电路(二) 动态特性 C j(C B)和扩散电容 C D t on 比和关断时间 t o ff 短的多,所以可以忽略不计。而只考虑关断时间 t o ff,也叫反向恢复时间 t rr,平面型 2CK 系列一般小于 5个纳秒。三、晶体三极管的开关特性(一) 静态特性 P60 几个概念:直流负载线; 临界饱和时的基极电流 I BS; 三极管饱和时的集电极电流 I CS和管压降 U CES ≤ (硅管); 饱和深度 q= i BI BS (1)饱和导通条件及其特点饱和导通条件: 两结均正偏或 i B≥I BS 饱和导通时的特点: (2)截止条件及截止时的特点截止条件: 小于死区电压…….. 截止时的特点: i B≈0;i C≈0 (二) 动态特性 P58 延迟 t on ------- 三极管由截止到导通所需时间。关断时间 t o ff -------- 三极管由导通到截止所需时间,与饱和深度关系很大。 NPN 3DK 系列开关管在几十个纳秒量级。* 四、 MOS 管的开关特性(以N 沟道为例) (一) 静态特性 : 当 MOS 管删源电压 u GS 大于开启电压 U TN 时, MOS 管将工作于导通状态。饱和导通时的特点: MOS 管导通时漏源间的导通电阻 R ON较小,一般为几百欧姆。 :当 MOS 管删源电压 u GS小于开启电压 U TN时, MOS 管将工作于截止状态。截止时的特点: i D =0 ,漏源间相当于断路