第3章邏輯門(mén)電路(已修改)
2025-08-01 10:56 本頁(yè)面
【正文】 第 3章 邏輯門(mén)電路門(mén)電路 分立元件門(mén)電路集成門(mén)電路雙極型集成門(mén)（ DTL、 TTL）MOS集成門(mén)集成邏輯門(mén)中廣泛使用的開(kāi)關(guān)器件是： 晶體管 場(chǎng)效應(yīng)管 研究它們的 開(kāi)關(guān) 特性門(mén)電路 是用以實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路。與門(mén)、 或門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、 異或門(mén)等。 ViVoK5VRK開(kāi) K合 可用二極管、三極管代替一、獲得高低輸出電平的原理電路Vo= 5v 輸出高電平Vo= 0v 輸出低電平 晶體管的開(kāi)關(guān)特性 概述二、 高、低電平 的概念 電平就是電位，在數(shù)字電路中，人們習(xí)慣于高、低電平一詞來(lái)描述電位的高低。 它們表示的都是 一定的電壓范圍 ，而不是一個(gè)固定不變的數(shù)值。高電平的電壓范圍： 低電平的電壓范圍： 0V5V正 邏輯10負(fù)邏輯01 晶體二極管開(kāi)關(guān)特性 二極管正偏與等效電路–+1 kΩ10V?(a)?(b)?–RVcc?++–i10mA+–Vcc?–R+?(b)–10V+0mA?–?10V+ 1 kΩ(a) 二極管反偏與等效電路二極管嵌位作用Vi+VpVoR當(dāng) Vi為低電平時(shí)；Vo= Vi+ID 晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性1. 晶體三極管的工作狀態(tài) 截止、 放大、 飽和vo ?RCRBVCCviiBiCb截止： 發(fā)射結(jié)、集電結(jié)都反偏vi iB≈0 iC≈0 vo ≈ VCC放大：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏vo=vce=VCC iCRCvi iB 0 iC= βiB飽和：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)都正偏vi iB 0 iCS≤βiBvo=vces ≈ iCS= (VCC –)/RC(VCC –)/RC ≤ βiBiB≥ (VCC –)/βRCIBSiB≥ IBS判斷三極管是否飽和的條件1. 晶體三極管的工作狀態(tài)?RCRBVCCvivoiBiCb(a)截止：vi iB≈0 iC≈0 vo ≈ VCC放大： vo=vce=VCC iCRCvi iB 0 iC= βiB飽和：vi iB 0iCS≤βiB vo=vces ≈ iCS= (VCC –)/RC(VCC –)/RC ≤ βiBiB≥ (VCC –)/βRCIBSiB≥ IBS?RCRBVCCvivoiBiCb(a)例 ，若 VCC=5V, RC = 1kΩ, RB=30kΩ時(shí)，試分析計(jì)算：(1) 當(dāng) b=100， 試求 vi=0V和 vi=3V時(shí)的輸出 電壓 vo = ?解： vi=0V時(shí) ,VBE = Vi = 0 V∴ 三極管 截止 , Vo= VCC=5Vvi=3V時(shí) , 假設(shè) 三極管飽和，則 VCE= =.==BSI CESVCCV=CRbCSIb=30 =BRBESViV=Bi由于： iBIBS ， 滿足三極管飽和條件，所以輸出電壓 vo=(2) 若 b=50其余條件不變 ，再求 vi=0V和 vi=3V 時(shí)的輸出電壓 vo= ? (VCC=5V, RC = 1kΩ, RB=30kΩ)解： vi=0V時(shí) ,VBE = Vi = 0 V∴ 三極管 截止 , Vo= VCC=5Vvi=3V時(shí) , 假設(shè) 三極管飽和，則 VCE= =.==BSI CESV=CRbCSIb5CCV=30 =BRBESViV=Bi由于： iBIBS ， 不滿足 三極管飽和條件，所以三極管處于 放大 狀態(tài)?RCRBVCCvivoiBiCb(a)vo= VCC－ iCRCiC= bIB=50=5v1K Ω？三極管處于 放大 狀態(tài)時(shí)， vo=??RCRBVCCvivoiBiCb(a)(3) 分析 VCC , vi , RB , RC , b的大小如何變 化才有利于三極管的飽和？ 飽和條件？ iB IBS=BSICESVCCV=CRbCSIbBRBESViV=Bi時(shí)有利于三極管飽和。VCC vi RB RC b?RCRBVCCvivoiBiCb(a)2．晶體管的動(dòng)態(tài)特性 tofftonIC0VO00Vi?RCRBVCCvivoiBiCb(a)VCC=+5VA VoR=BCA B C Vo0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100000001amp。ABC FIILIIL =()/RIIL =()/= 二極管與門(mén)電路及或門(mén)電路 二極管與門(mén)電路思考如下問(wèn)題：（ 1）試問(wèn) IIL， IIL1， IIL2， IIL3其值各為多少？它們之間有何關(guān)系？（設(shè) VCC=5V， UIL=0V， UIH=6V） IIL3IIL2FIIL? amp。IIL1 VCC=+5VA VoR=BCIIL1IIL2IIL3?IIL ? amp。 將幾個(gè)輸入端并聯(lián)使用時(shí)，總的輸入低電平電流與使用單個(gè)輸入端的輸入低電平電流基本相等。IIL=()/IIL1 = IIL2= IIL3 = IIL /3（ 2）在下圖中， IIH， IIH1， IIH2， IIH3其值各為多少？它們之間有何關(guān)系？（設(shè) VCC=5V， UIL=，UIH=6V）。 IIH3FIIHIIH2 +6V?? amp。IIH1VCC=+5VA VoR=BC 將幾個(gè)輸入端并聯(lián)使用時(shí)，總的輸入高電平電流將按并聯(lián)輸入端的數(shù)目加倍。??IIH1+6VIIH2IIH3輸入高電平電流 IIH： 二極管反向飽和電流二極管或門(mén)電路 R=ABCFA B C F0 1 11 0 10 0 10 0 00 1 01 0 01 1 01 1 101111111≥1ABCF +ABCF. 晶體三極管非門(mén)電路R1 DR2AF+5V +3V三極管非門(mén)嵌位二極管1. 三極管非門(mén)負(fù)載就是非門(mén) 輸出端 所接的其它電路負(fù) 載 類 型灌電流負(fù)載拉電流負(fù)載負(fù)載電流 流進(jìn) 非門(mén)的叫灌電流負(fù)載從非門(mén) 流出 來(lái)的叫拉電流負(fù)載IC?RCRBVCCviIB(a)與門(mén)負(fù)載I灌IRC當(dāng) vi為高電平時(shí)，三極管 ， vo為voVCC=+5V?RCRBVCCviIB(a)R=負(fù)載電流 流進(jìn) 非門(mén)的叫灌電流負(fù)載飽和 低電平IRC?RCRBVCCviIBIC(a)與門(mén)負(fù)載I灌IC= IRC隨著負(fù)載的增加 I灌 增加飽和狀態(tài)時(shí)應(yīng) ,滿足 IC ≤βIB而 IB不變所以對(duì) I灌 要有一定限制IC ≤βIB即 IRC + I灌 ≤ β
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