数字逻辑与数字系统3-1

1、数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院主讲：余庆春主讲：余庆春Email：fishhead_数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院第三章 逻辑门本章内容：本章内容：l 二极管、三极管的开关特性二极管、三极管的开关特性l分立元件门电路分立元件门电路lCMOSCMOS集成逻辑门集成逻辑门的特点与应用的特点与应用lTTLTTL集成逻辑门的特点与应用集成逻辑门的特点与应用l集成逻辑门集成逻辑门使用中应注意的问题使用中应注意的问题数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算

2、机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院第三章 逻辑门3.1 数字电路基础数字电路基础3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。体、绝缘体和半导体。 典型的半导体是典型的半导体是硅硅Si和和锗锗Ge，它们都是它们都是4价元素价元素。sisi硅原子硅原子Ge锗原子锗原子Ge+4+4硅和锗最外层轨道上的四硅和锗最外层轨道上的四个电子称为个电子称为价电子价电子。数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院第

3、三章 逻辑门3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 本征半导体的共价键结构本征半导体的共价键结构束缚电子束缚电子在绝对温度在绝对温度T=0K时，所时，所有的价电子都被共价键紧紧束有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中，不会成为缚在共价键中，不会成为自由自由电子电子，因此本征半导体的导电因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。能力很弱，接近绝缘体。1.1.本征半导体本征半导体单晶体结构、化学成分纯净的半导体晶体。单晶体结构、化学成分纯净的半导体晶体。 制造半导体器件的半导体材料的制造半导体器件的半导体材料的纯度纯度要达到要达到99.9999999%，常称为常称为“九个九个9”

4、。+4+4+4+4+4+4+4+4+4数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院 这一现象称为这一现象称为本征激发本征激发，也称也称热激发热激发。 当温度升高或受到光当温度升高或受到光的照射时，束缚电子能量的照射时，束缚电子能量增高，有的电子可以挣脱增高，有的电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导原子核的束缚，而参与导电，成为电，成为自由电子自由电子。自由电子自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴 自由电子产生的同自由电子产生的同时，在其原来的共价键时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，中就出现了一个空位，称为称为空穴空穴。

5、3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院 可见本征激发同时产生电子可见本征激发同时产生电子空穴对。空穴对。外加能量越高外加能量越高（温度温度越高），产生的电子空穴对越越高），产生的电子空穴对越多。多。与本征激发相反的现象与本征激发相反的现象复合复合 在一定温度下，本征激发在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平和复合同时进行，达到动态平衡。电子空穴对的浓度一定。衡。电子空穴对的浓度一定。常温常温300K时：时：电子空穴对的浓度电子空穴对的浓度硅：硅：310cm104 .

6、1锗：锗：313cm105 . 2自由电子自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴电子空穴对电子空穴对3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院自由电子自由电子 带负电荷带负电荷 电子流电子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子自由电子E总电流总电流载流子载流子空穴空穴 带正电荷带正电荷 空穴流空穴流本征半导体的导电性取决于本征半导体的导电性取决于外加能量外加能量：温度温度变化，导电性变化；变化，导电性变化；光照光照变化，导电性变化。变化，导电性变化。导电机制：

7、导电机制：3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院2.2.杂质半导体杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体称为称为杂质半导体杂质半导体。(1) P(1) P型半导体型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷等，称为等，称为N型半导体型半导体。 3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓在本征半导体中掺入三价杂质元

8、素，如硼、镓等等,称为称为P型半导体型半导体。 (2) N(2) N型半导体型半导体数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院空穴空穴硼原子硼原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+3+4+4多数载流子多数载流子 空穴空穴少数载流子少数载流子自由电子自由电子P型半导体受主离子受主离子空穴空穴电子空穴对电子空穴对(1) P(1) P型半导体型半导体3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院多余电子多余电子磷原子磷原子硅原子硅

9、原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多数载流子多数载流子自由电子自由电子少数载流子少数载流子 空穴空穴+N N型半导体型半导体施主离子施主离子自由电子自由电子电子空穴对电子空穴对3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识(2) N(2) N型半导体型半导体数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院P 型半导体型半导体+N 型半导体型半导体2.2.杂质半导体杂质半导体3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院

10、内电场E因多子浓度差因多子浓度差形成内电场形成内电场多子的扩散多子的扩散 空间电荷区空间电荷区 阻止多子扩散，促使少子漂移。阻止多子扩散，促使少子漂移。PNPN结合结合+P型半导体+N型半导体+空间电荷区空间电荷区多子扩散电流多子扩散电流少子漂移电流少子漂移电流耗尽层耗尽层3. 3. PN结及其单向导电性结及其单向导电性 （1） PN结的形成结的形成 3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院少子飘移少子飘移补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E多子扩散

11、多子扩散 又失去多子，耗尽层宽，又失去多子，耗尽层宽，EP型半导体+N型半导体+内电场E多子扩散电流多子扩散电流少子漂移电流少子漂移电流耗尽层耗尽层动态平衡：动态平衡： 扩散电流扩散电流 漂移电流漂移电流总电流总电流03.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院(2) PN结的单向导电性结的单向导电性l 加正向电压（正向偏置）加正向电压（正向偏置）电源正极接电源正极接P区，负极接区，负极接N区区 外电场的方向与内电场方向相反。外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场外电场削弱

12、内电场 耗尽层变窄耗尽层变窄 扩散运动漂移运动扩散运动漂移运动多子多子扩散形成正向电流扩散形成正向电流I I F F+P型半导体+N型半导体+WER空间电荷区内电场E正向电流正向电流3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院l 加反向电压（反向偏置）加反向电压（反向偏置）电源正极接电源正极接N区，负极接区，负极接P区区 外电场的方向与内电场方向相同。外电场的方向与内电场方向相同。 外电场加强内电场外电场加强内电场耗尽层变宽耗尽层变宽 漂移运动扩散运动漂移运动扩散运动少子漂移形成反向

13、电流少子漂移形成反向电流I I R R+内电场+E+EW+空 间 电 荷 区+R+IRPN 在一定的温度下，由在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓度本征激发产生的少子浓度是一定的，故是一定的，故IR基本上与基本上与外加反压的大小无关外加反压的大小无关，所所以称为以称为反向饱和电流反向饱和电流。但。但IR与温度有关。与温度有关。 3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院 PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，呈现低电阻，

14、PN结导通；结导通； PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，呈现高电阻， PN结截止。结截止。 由此可以得出结论：由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。结具有单向导电性。3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识3. 3. PN结及其单向导电性结及其单向导电性数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院(3) PN结结的伏安特性曲线及表达式的伏安特性曲线及表达式 根据理论推导，根据理论推导，PNPN结的伏安特性曲线如图结的伏安特性曲线如图正偏正偏IF（多子扩散）（多

15、子扩散）IR（少子漂移）（少子漂移）反偏反偏反向饱和电流反向饱和电流反向击穿电压反向击穿电压反向击穿反向击穿3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识反向击穿反向击穿：PN 结两端外加的反向电压增加到一定值时，结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，反向电流急剧增大，称为称为 PN 结的结的反向击穿。反向击穿。 热击穿热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会：若反向电流增大并超过允许值，会使使 PN 结烧结烧坏，称为热击穿。坏，称为热击穿。数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院)1(eTSUuIi 根据理论

16、分析：根据理论分析：u 为为PN结两端的电压降结两端的电压降i 为流过为流过PN结的电流结的电流IS 为反向饱和电流为反向饱和电流UT =kT/q ，称为温度的电压，称为温度的电压当量当量其中其中k为玻耳兹曼常数为玻耳兹曼常数 1.381023q 为电子电荷量为电子电荷量1.6109T 为热力学温度，对于室温为热力学温度，对于室温（相当（相当T=300 K）则有则有UT=26 mV。当当 u0 uUT时时1eTUuTeSUuIi 当当 u|U T |时时1eTUuSIi3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖

17、南科技大学计算机科学与工程学院(4)PN结的电容效应结的电容效应 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。一样。l 势垒电容势垒电容CB空空间间电电荷荷区区W+R+E+PN3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院l扩散电容扩散电容CD 当外加正向电压不同当外加正向电压不同时，时，PN结两侧堆积的少结两侧堆积的少子的数量及

18、浓度梯度也子的数量及浓度梯度也不同，这就相当电容的不同，这就相当电容的充放电过程充放电过程。+NPpLx浓浓度度分分布布耗耗尽尽层层NP区区区区中中空空穴穴区区中中电电子子区区浓浓度度分分布布nL电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来极间电容（结电容）极间电容（结电容）(4)PN结的电容效应结的电容效应3.1.1 3.1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院结构示意图结构示意图了解结构类型和符号了解结构类型和符号PN结面积小，结电容小，结面积小，结电容小

19、，用于检波和变频等高频电路用于检波和变频等高频电路二极管二极管 = PN结结 + 引线引线 + 管壳。管壳。 类型：类型：点接触型、面接触型点接触型、面接触型和和平面型平面型金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型点接触型3.1.2 3.1.2 半导体二极管半导体二极管数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院PN结面积大，用结面积大，用于低频大电流整流电路于低频大电流整流电路PN 结面积大的用于大功率整结面积大的用于大功率整流，结面积小的用作开关管。流，结面积小的用作开关管。结构示意图

20、结构示意图铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型3.1.2 3.1.2 半导体二极管半导体二极管符号符号阴极阴极阳极阳极( d ) 符号符号D数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院3.1.2 3.1.2 半导体二极管半导体二极管1. 理想开关的开关特性理想开关的开关特性（1）静态特性）静态特性l 断开断开 0 OFFOFF IR，l 闭合闭合 0

21、0AKON UR，SAKl开通时间：开通时间：l关断时间：关断时间：闭合）闭合）（断开（断开断开）断开）（闭合（闭合普通开关：普通开关：静态特性好，动态特性差静态特性好，动态特性差半导体开关：半导体开关：静态特性较差，动态特性好静态特性较差，动态特性好0on t0off t（2）动态特性）动态特性几百万几百万/ /秒秒几千万几千万/ /秒秒数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院2.半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性(1) 静态特性静态特性1. 外加正向电压外加正向电压( (正偏正偏) )二极管导通二极管导通( (相当于开关

22、闭合相当于开关闭合) ) V7 . 0D U2. 外加反向电压外加反向电压( (反偏反偏) ) V5 . 0 DU二极管截止二极管截止( (相当于开关断开相当于开关断开) ) 0D I硅二极管伏安特性硅二极管伏安特性阴极阴极A阳极阳极KPN结结- -AK+ +DUDIP区区N区区+- - - - -正向正向导通区导通区反向反向截止区截止区反向反向击穿区击穿区0.5 0.7/ /mADI/ /V0(BR)UDU数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院外电压外电压U和电和电阻阻R较较小小,D的的压降和压降和内阻不内阻不可忽略可忽略时时 等

23、效于等效于等等效效于于等等效效于于u和和R均均较大较大,D的压降的压降和内阻和内阻均可忽均可忽略时略时 外电阻外电阻R较大较大,但外电但外电压压u较较小小,D的的压降不压降不可忽略可忽略时时 2.半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院在动态情况下，二极管两端电压突然反向时在动态情况下，二极管两端电压突然反向时，电流的建立和衰电流的建立和衰减总是滞后于电压的变化。这是因为当外加电压由反向突然变减总是滞后于电压的变化。这是因为当外加电压由反向突然变为正向时，为正向时，PN结内部有一个因电荷积累

24、形成一定浓度梯度的过结内部有一个因电荷积累形成一定浓度梯度的过程，从而引起扩散电流的过程，因而电流对电压而言稍有滞后程，从而引起扩散电流的过程，因而电流对电压而言稍有滞后。在外加反向电压作用下，在外加反向电压作用下， PN结两侧堆积的存储电荷，会形结两侧堆积的存储电荷，会形成较大的瞬态反向电流。随着存储电荷的消散，反向电流成较大的瞬态反向电流。随着存储电荷的消散，反向电流会迅速衰减并趋于零。会迅速衰减并趋于零。反向电流的大小和维持时间的长短，与正向导通时电流反向电流的大小和维持时间的长短，与正向导通时电流大小、反向电压和外电路电阻值及二极管本身特性有关大小、反向电压和外电路电阻值及二极管本身特

25、性有关反向电流从峰值衰减到它的反向电流从峰值衰减到它的0.1倍所需要的时间定义为倍所需要的时间定义为为反向恢复时间为反向恢复时间tre2.半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性电容效应使二极管电容效应使二极管的通断需要的通断需要一段延一段延迟时间才能完成迟时间才能完成（2）动态特性）动态特性数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院3.特殊二极管特殊二极管UIIZIZmax UZ IZ稳压稳压误差误差曲线越陡，曲线越陡，电压越稳电压越稳定。定。+-UZ动态电阻：动态电阻：ZZIUZrrz越小，稳压越小，稳压性能越好。性能越好。数字

26、逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院（2 2）光电二极管）光电二极管反向电流随光照强度的增加而上升。反向电流随光照强度的增加而上升。IU照度增加照度增加3.特殊二极管特殊二极管数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院v 有有正向正向电流流过时发光。电光的能量转换器件。电流流过时发光。电光的能量转换器件。v 电路中常用做指示或显示及光信息传送。电路中常用做指示或显示及光信息传送。七段显示发光二极管七段显示发光二极管3.3.发光二极管发光二极管符号符号3.特殊二极管特殊二极管数字

27、逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院 半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor,简称简称BJT）。）。BJT是由两个是由两个PN结组成的。结组成的。3.1.3 3.1.3 半导体三极管半导体三极管集电结集电结发射结发射结基区基区集电区集电区发射区发射区NNPBEC两种类型两种类型:NPN和和PNPe e：发射区发射区b

28、 b：基区基区c c：集电区集电区三极三极: 三区三区:两结两结:发射极发射极e e(Emitter), ,基极基极b b(Base), ,集电极集电极c c(Collector)发射结发射结集电结集电结数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院PNP电路符号电路符号NPN电路符号电路符号BECIBIEICBECIBIEICBJT数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院BJT的内部工作原理的内部工作原理（NPN管）管） 三极管在工作时要加上三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压

29、。适当的直流偏置电压。若在放大工作态：若在放大工作态： 发射结正偏：发射结正偏：+UCE UBEUCB集电结反偏：集电结反偏：由由VBB保证保证由由VCC、 VBB保证保证UCB=UCE - UBE 0NNPBBVCCVRbRCebc共发射极接法共发射极接法c区区b区区e区区3.1.3 3.1.3 半导体三极管半导体三极管数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院l输入特性输入特性CE)(BEBuufi l输出特性输出特性B)(CECiufi iC / mAuCE /V50 A40A30 A20 A10 AiB = 00 2 4 6 8

30、 4321放大区放大区截止区截止区饱饱和和区区0CE uV1CE u0uBE /ViB / A发射结正偏发射结正偏放大放大i C= iB集电结反偏集电结反偏饱和饱和 i C iB两个结正偏两个结正偏I CS= IBS临界临界截止截止iB 0, iC 0两个结反偏两个结反偏电流关系电流关系状态状态 条条 件件数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院 当输入当输入 uI 为低电平，使为低电平，使 uBE Uth时，三极管截止。时，三极管截止。 iB 0，iC 0，C、E 间相当间相当于开关断开。于开关断开。 三极管关断的条件和等效电路三极

31、管关断的条件和等效电路IC(sat)QAuCEUCE(sat)OiCMNIB(sat)TS负载线负载线临界饱和线临界饱和线 饱饱和和区区放大区放大区截止区截止区uBE UthBEC三极管三极管截止状态截止状态等效电路等效电路uI=UILuBE+ +- -Uth为门限电压为门限电压三极管的开关特性三极管的开关特性一、双极型三极管的开关特性一、双极型三极管的开关特性数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院IC(sat)QAuCEUCE(sat)OiCMNIB(sat)TS临界饱和线临界饱和线 饱饱和和区区放大区放大区 uI 增大增大使使

32、iB 增大，增大，从而工作点上移，从而工作点上移， iC 增增大，大，uCE 减小。减小。截止区截止区uBE Uth时，三极管开始导通，时，三极管开始导通，iB 0，三极管工作于放大，三极管工作于放大导通状态。导通状态。数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院IC(sat)QAuCEUCE(sat)OiCMNIB(sat)TS临界饱和线临界饱和线 饱饱和和区区放大区放大区截止区截止区uBE UthBEC三极管三极管截止状态截止状态等效电路等效电路uI=UIH三极管开通的条件和等效电路三极管开通的条件和等效电路当输入当输入 uI 为高电

33、平，使为高电平，使iB IB(sat)时，三极管饱和。时，三极管饱和。 uBE+ +- -uBE UCE(sat) 0.3 V 0，C、E 间相当于开关合上。间相当于开关合上。 iB IB(sat)BEUBE(sat)CUCE(sat)三极管三极管饱和状态饱和状态等效电路等效电路数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院三极管开关应用举例三极管开关应用举例 V2 )1(L II Uu V3 )2(H II Uu发射结反偏发射结反偏 T 截止截止0 0CB ii V12CCO Vu发射结正偏发射结正偏 T 导通导通+ RcRb+VCC (

34、12V)+uo iBiCTuI3V-2V2 k 100 2.3 k 放大还是饱和？放大还是饱和？数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院bBEIBRuui cCESCCCSBSRUVIIBSB Ii 饱饱和和 T饱和导通条件：饱和导通条件：cCCBSB RVIi + RcRb+VCC +12V+uo iBiCTuI3V-2V2 k 100 2.3 k mA 1mA3 . 27 . 03 mA 06. 0mA210012 cCC RV V)7 . 0(BE uV 3 . 0CESOUu 因为因为所以所以数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院三极管动态特性三极管动态特性开关时间开关时间ontofft3-2tV/Iu00.9ICS0.1ICSCit0V/Ou off t三极管饱和程度三极管饱和程度30.3t0三极管内部三极管内部电荷的建立电荷的建立和消散都需和消散都需要一定的时要一定的时间间,所以集电所以集电极电流的变极电流的变化滞后于基化滞后于基极电压的变极电压的变化化.数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南科技大学计算机科学与工程学院3. 1. 4 绝缘栅型场效应管（