第11章电子技术...ppt

1、第11章集成逻辑门电路第1节半导体二极管和晶体管的开关特性11 . 1 . 1 . 1晶体管开关特性11.1.2晶体管的开关特性11.1.3二极管和晶体管组成的基本逻辑门电路第2节TTL 和郑智薰“门电路11.2.1通用TTL”和郑智薰。2.3 TTL“and not”门的主要参数11.2.4 TTL门电路改进11.2.5收集器打开TTL门(OC门)11.2.6 3状态TTL门(TSL门)第3节场效应管和MOS逻辑门11.3.1 N通道增强MOS管的开关特性11.3.2 NMOS逆变器11在分离状态下，阻抗是无限的。分离和传导之间的转换时间瞬间完成。半导体元件与理想的开关元件特性不同，但即使速

2、度低，也用作开关元件。1.晶体二极管的开关特性(1)晶体二极管开关的静态特性曲线，(2)二极管的瞬态开关特性，(3)逆恢复过程的原因，二极管加上正向偏置电压，加上电场以与自构建电场相反的方向缩小PN连接的耗尽层。实际上，从P区扩散到N区的空穴不是与电子一起全部复合，而是直接消失，而是在一定距离内通过边缘扩散，边缘复合逐渐减少。这样在N古濑车站内发生一定量的空穴积累，接近枯竭层边缘的浓度最大，随着距离的增加，空穴浓度呈指数下降，形成梯度分布。同样，如果N区的电子扩散到P区，P区也会发生一定程度的电子积累，这些区域扩散到相对区域而积累的少数载流子称为冗余元件，PN节点两侧出现的少数载流子积累现象称

3、为存储效果。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure，成功)，如果输入电压ui突然从UF变为UR，那么二极管中存储的电荷就不能立即消失，因此，由于这些存储电荷的存在，PN结保持了正偏置。从ui负跳跃到反向流ID下降到0.9IR所需的时间称为存储时间ts.在此时间内，PN结位于正向偏置，反向电流IR近似保持不变。Ts时间过后，P区和N古濑车站存储电荷明显减少，反流使存储电荷继续消失，同时，耗尽层逐渐扩大，PN结从正向偏移到反向偏移，二极管逐渐转换到截止状态。方向电流从IR逐渐减少到反向饱和电流值。此时间段称为下降时间TF。2 .晶体三极管的开关特性(1)晶体三极管的稳态开关特性，三

4、极管开关的稳态开关特性如图所示。输出电压uo在输入电压ui发生变化时，分别在截止区域、放大区域和饱和区域工作。(2)晶体三极管的瞬态开关特性三极管的瞬态开关特性与二极管的瞬态开关特性相似。即在饱和状态和阻塞状态之间切换的过渡属性。如果三极管是惰性理想开关，则输出电压波形与输入电压波形同步，但振幅增加，相位相反。但实际上，三极管有惰性开关。也就是说，抛光和饱和的转换不能瞬间完成。具体波形如右图所示。开放时间ton由延迟TD和上升时间tr组成。它反映了晶体管从抛光转换到饱和所需的时间。结束时间toff由存储时间ts和下降时间TF组成，反映了三极管从饱和转换到抛光所需的时间。，延迟时间td生成输入电

5、压ui从U跳至U时出现基流Ib，但晶体管不能立即通，扩散到集电结边缘的电子被集电区域吸收，形成集电电流IC。由此可见，IC的出现要比在ui中跑步的时间推迟一个小时。这就是产生TD的原因。上升时间tr的发生发射开始后，发射极继续向基区注入电子，但是集电极电流不能立即上升到最大值。这是因为集电极电流的形成要求电子在基底上逐渐积累的过程，所以根据IB跳跃不跳跃需要时间。存储时间ts生成输入信号ui从U移动到U时，基准电流IB为U/Rb，存储在基准区域中的电子在反向电流作用下逐渐消失。随着不必要的电荷消失，三极管从饱和后退到临界饱和所需的时间是存储时间ts。下降时间TF生成基本区域超荷被耗散后，三极管

6、脱离饱和，集电结开始从正向偏置变为反向偏置，在反向驱动电流U/Rb继续驱动的情况下，基本区域存储电荷开始消失，电子浓度梯度减小。这导致聚合电极电流IC减少，最终下降到0。因此，下降时间TF是晶体管从饱和通过区域移动到闭合区域的时间。(3)提高三极管开关速度的方法可以提高三极管的开关速度，可以选择内部结构不同的高频管道外部，可以在设计外部电路时降低ton和toff。最有效的方法是使用加速电容器方法提高三极管的开关特性，如图所示。3 .由二极管、三极管组成的基本逻辑门电路(1)二极管“和”和“或”门电路、(2)三极管“郑智薰”门电路和复合门电路、双节TTL”和郑智薰“门TTL门电路结构、1TTL栅

7、极电路的电路结构分析。分析时三极管深度饱和输出电压为0.1V，三极管接合压力为0.7V假设减少到。输入高电平为3.6V，输入低电平为0.3V，然后估计回路每个点的电位。2 .传输特性特写uoff，uiuon输出为低电平。噪声容限：低级噪声容限：UNL=Uoff-UIL高级噪声容限：UNH=UIH-Uon，3。主要参数输出高标准。输出端处于空载状态时的输出电平。一般3.5V，标准2.4V输出低阶。输入完整高度时的输出平坦。标准值为0.4V输入短路电流。一端接地，另一端开放，通过此输入电流流动，主要测量前端负载电流的扇出系数。输出端最多可以连接几个类似的门。开门。关闭碑文开通时的最低输入水平。关闭

8、郑智薰门和门所需的最大输入标高。平均延迟时间。4 .TTL门电路改善浅饱和TTL电路。肖特基TTL电路肖特基二极管为纯电压降，导电机制对大多数载体、电荷存储效果很小。开关速度比一般PN接头二极管高10，000倍，5 .集电极开口TTL语句(OC语句)直接连接逻辑语句输出。但是直接连接门电路会产生很大的电流。OC语句可以替换成RL和碑文的T3，T4。6 .三状态TTL门电路(TSL门)3状态表示高电阻输出状态，以及高电平和低电平。第4节正逻辑和负逻辑1。确定了正负逻辑的基本概念电路结构后，唯一确定了输入和输出的平面关系，电路需要实现的逻辑功能取决于电路高、低水平分配。正逻辑：高级别为逻辑 1 ，低级别为逻辑 0 负逻辑：高级别为逻辑 0 ，低级别为逻辑 1 ，2。正负逻辑的转换规则，转换规则：正逻辑 and