1、2022-10-11一、二极管、三极管的开关特性一、二极管、三极管的开关特性 2022-10-12 1、掌握二极管导通和截止特性、导通和截止等效电路；、掌握二极管导通和截止特性、导通和截止等效电路；2、掌握三极管导通和截止特性、导通和截止等效路；、掌握三极管导通和截止特性、导通和截止等效路；3、了解二极管和三极管开关时间。、了解二极管和三极管开关时间。二、三极管开关特性之课题目标：二、三极管开关特性之课题目标：2022-10-13 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管工作在开关状态,即:导通状态：相当于开关闭合截止状态：相当于开关断开。逻辑变量两状态开关：在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0
2、和1；电子开关有两种状态：闭合、断开。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元件。2022-10-14(1)静态特性：断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻ROFF=无穷，电流IOFF=0。闭合时，流过其中的电流不管多大，等效电阻RON=0，电压UAK=0。(2)动态特性：开通时间 ton=0 关断时间 toff=0 理想开关的开关特性：2022-10-15客观世界中，没有理想开关。乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用时，其静态特性不如机械
3、开关，但动态特性很好。2022-10-161 二极管的开关特性二极管的开关特性 静态特性及开关等效电路正向导通时UD(ON)0.7V（硅）0.3V（锗）RD几 几十相当于开关闭合 二极管的伏安特性曲线2022-10-17反向截止时反向饱和电流极小反向电阻很大（约几百k）相当于开关断开 二极管的伏安特性曲线2022-10-18 二极管的开关等效电路(a)导通时 (b)截止时 二极管的伏安特性曲线开启电压理想化伏安特性曲线2022-10-192.动态特性：若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需要一定的时间。通常后
4、者所需的时间长得多。反向恢复时间tre：二极管从导通到截止所需的时间。一般为纳秒数量级（通常tre 5ns）。2022-10-1102 三极管的开关特性三极管的开关特性 1.静态特性及开关等效电路在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在饱和和截止两种开关状态，放大区只是极短暂的过渡状态。三极管的三种工作状态（a）电路 （b）输出特性曲线2022-10-111开关等效电路(1)截止状态 条件：发射结反偏特点：电流约为0 2022-10-112(2)饱和状态条件：发射结正偏，集电结正偏特点：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅2022-10-113三极管开关等效电路(a)截止时(b)饱和
5、时2022-10-1142.三极管的开关时间（动态特性）三极管的开关时间 开启时间ton 上升时间tr延迟时间td关闭时间toff下降时间tf存储时间ts2022-10-115(1)开启时间ton 三极管从截止到饱和所需的时间。ton=td+tr td：延迟时间 tr：上升时间(2)关闭时间toff 三极管从饱和到截止所需的时间。toff=ts+tf ts：存储时间（几个参数中最长的；饱和越深越长）tf：下降时间toff ton。开关时间一般在纳秒数量级。高频应用时需考虑。2022-10-116二、二极管、三极管门电路二、二极管、三极管门电路 2022-10-1171、掌握二极管与门、或门电路
6、；、掌握二极管与门、或门电路；2、掌握三极管非门电路及驱动作用；、掌握三极管非门电路及驱动作用；3、掌握二极管三极管与非门电路；、掌握二极管三极管与非门电路；4、通过实验验证二极管、三极管门电路的逻辑功能。、通过实验验证二极管、三极管门电路的逻辑功能。二、三极管门电路之课题目标：二、三极管门电路之课题目标：2022-10-118门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。分立元件门电路和集成门电路:分立元件门电路：用分立的元件和导线连接起来构成的门电路。简单、经济、功耗低，负载差。集成门电路：把构
7、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，便构成了集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门电路。2022-10-119 电位指绝对电压的大小；电平指一定的电压范围。高电平和低电平：在数字电路中分别表示两段电压范围。例：上面二极管与门电路中规定高电平为3V，低电平0.7V。又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定值为3V，但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为0.3V，但从0V到0.8V都算作低电平。关于高低电平的概念 2022-10-120逻辑状态赋值 在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别表示输入、输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。经过逻辑赋值之后可以得到逻辑
8、电路的真值表，便于进行逻辑分析。2022-10-1211 二极管与门电路二极管与门电路 电路工作原理A、B为输入信号 （+3V或0V）F 为输出信号 VCC+12V 电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V2022-10-122用逻辑1 1表示高电平（此例为+3V+3V）用逻辑0 0表示低电平（此例为0.7V0.7V）ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V3.逻辑赋值并规定高低电平4.真值表ABF000010100111 二极管与门的真值表A A、B B全1，F F才为1。可见实现了与逻辑2022-10-12
9、3逻辑符号工作波形(又一种表示逻辑功能的方法）逻辑表达式FA B二极管与门（a）电路（b）逻辑符号（c）工作波形2022-10-1242 二极管或门电路二极管或门电路 电路工作原理电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VA、B为输入信号（+3V或0V）F为输出信号 2022-10-1254.真值表ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V可见实现了或逻辑3.逻辑赋值并规定高低电平用逻辑1 1表示高电平（此例为+2.3V+2.3V）用逻辑0 0表示低电平（此例为0V0V）ABF000011101111A A、B B有1，F
10、 F就1。二极管或门的真值表2022-10-126 二极管或门（a）电路（b）逻辑符号（c）工作波形逻辑符号工作波形逻辑表达式FA+B2022-10-1273 三极管非门电路（反相器）三极管非门电路（反相器）非门(a)电路 （b）逻辑符号电路工作原理A、B为输入信号 （+3.6V或0.3V）F为输出信号 AF0.3V+VCC3.6V0.3V2022-10-1283.逻辑赋值并规定高低电平用逻辑1 1表示高电平（此例为+3.6V+3.6V）用逻辑0 0表示低电平（此例为0.3V0.3V）4.真值表AF0.3V+VCC3.6V0.3VAF0110 三极管非门的真值表A与F相反可见实现了非逻辑Y=A
11、2022-10-129R1DR2F+12V+3V三极管非门三极管非门D1D2AB+12V二极管与门二极管与门逻辑式：逻辑式：BAF&ABF逻辑符号：逻辑符号：2022-10-130一、实训目的一、实训目的1、掌握数字电路实验箱的结构与使用方法、掌握数字电路实验箱的结构与使用方法;2、加深理解二极管、三极管饱和导通和截止；、加深理解二极管、三极管饱和导通和截止；3、熟悉二极管、三极管门电路构成的方法；、熟悉二极管、三极管门电路构成的方法；4、理解二极管门电路、三极管门电路的逻辑关系。、理解二极管门电路、三极管门电路的逻辑关系。2022-10-131二、实训仪器及设备二、实训仪器及设备 1、数字逻
12、辑实验箱、数字逻辑实验箱 1台台2、二极管（、二极管（IN4007)2个个3、三极管（、三极管（9011）1个个4、发光二极管、发光二极管 1个个5、电阻、电阻 若干若干6、导线、导线 若干若干2022-10-132三、实训内容及步骤三、实训内容及步骤1、实验电路如图所示，开关、实验电路如图所示，开关S1、S2按表所列要求设置（开关按表所列要求设置（开关闭合为闭合为“0”，断开为，断开为“1”），写出发光二极管的状态（点亮），写出发光二极管的状态（点亮为为“1”，灭为，灭为“0”），判断此电路构成什么门电路？），判断此电路构成什么门电路？2022-10-1332、实验电路如图所示，开关、实验电
13、路如图所示，开关S1、S2按表所列要求设置（开关按表所列要求设置（开关闭合为闭合为“1”，断开为，断开为“0”），写出发光二极管的状态（点亮），写出发光二极管的状态（点亮为为“1”，灭为，灭为“0”），判断此电路构成什么门电路？），判断此电路构成什么门电路？(注意注意,请请将电路图中两个二极管反过来接将电路图中两个二极管反过来接,图中是错的图中是错的)2022-10-1343、实验电路如图所示，开关、实验电路如图所示，开关S1按表所列要求设置（开关闭合按表所列要求设置（开关闭合为为“1”，断开为，断开为“0”），写出发光二极管的状态（点亮为），写出发光二极管的状态（点亮为“1”，灭为，灭为“0
14、”），判断此电路构成什么门电路？），判断此电路构成什么门电路？2022-10-1354、实验电路如图所示，开关、实验电路如图所示，开关S1、S2按表所列要求设置（开关按表所列要求设置（开关闭合为闭合为“0”，断开为，断开为“1”），写出发光二极管的状态（点亮），写出发光二极管的状态（点亮为为“1”，灭为，灭为“0”），判断此电路构成什么门电路？），判断此电路构成什么门电路？2022-10-1365、实验电路如图所示，开关、实验电路如图所示，开关S1、S2按表所列要求设置（开关按表所列要求设置（开关闭合为闭合为“1”，断开为，断开为“0”），写出发光二极管的状态（点亮），写出发光二极管的状态（点亮为为“1”，灭为，灭为“0”），判断此电路构成什么门电路？），判断此电路构成什么门电路？
