二极管、三极管的开关特性、基本逻辑门电路
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数字电路的基本知识·用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为逻辑门电路。
·逻辑门电路是构成数字电路的基础。
·数字电路特点:(1) 输入、输出信号的大小非高电平就是低电平高电平和低电平是两个不同的可以截然区分开来的电压范围,可表示两种不同的状态。
例如TTL,2.4~5V--高电平,用U H表示;而0~0.4V--低电平,用U L表示。
(2) 数字电路中电子器件的工作状态对应于逻辑1和逻辑0两种不同的状态,即工作在开关状态。
半导体二极管、三极管和MOS管则是构成这种电子开关的基本开关器件。
·关于正、负逻辑如果用逻辑1表示高电平,用逻辑0表示低电平,叫做正逻辑赋值,简称为正逻辑。
如果用逻辑0表示高电平,用逻辑1表示低电平,叫做负逻辑赋值,简称为负逻辑。
在以后的章节中,如果没有特别说明,一律采用正逻辑。
·数字IC分类按集成度:小规模IC、中规模IC、大规模IC和超大规模IC按器件:双极型IC、单极型IC。
2.1 半导体器件的开关特性一理想开关的开关特性1. 静态特性(1) 断开时,电阻R OFF=∞,电流I OFF=0。
(2) 闭合时,电阻R ON=0,不论电流多大。
2. 动态特性(1) 开通时间t on=0(2) 关断时间t off=0实际开关:机械开关--静态特性好,但动态特性很差(在一定的电压和电流范围内)电子开关--静态特性差,但其动态特性较好。
在开关速度很高的情况下,开关状态的转换时间(开通时间t on和关断时间t off)显的尤为重要。
数字电路中,常常要求器件的导通和截止两种状态的转换,在微秒甚至纳秒数量级的时间内完成。
二、二极管的开关特性理想二极管:导通时,导通压降U D=0V,电流由外电路决定;反偏时,电流=0,压降由外电路决定。
状态转换时间=0。
实际二极管:从正向导通到反向截止需要经历一个反向恢复过程。
反向恢复时间t re=t s+t t,纳秒数量级,限制了二极管开关状态转换。