第二章逻辑门电路课件

1.2 半导体二极管半导体二极管 把PN结用管壳封装，然后在P区和N区分别向外引出一个电极，即可构成一个二极管。二极管是电子技术中最基本的半导体器件之一。根据其用途分有检波管、开关管、稳压管和整流管等。硅高频检波管开关管稳压管整流管发光二极管 电子工程实际中，二极管应用得非常广泛，上图所示即为各类二极管的部分产品实物图。1.2.1 二极管的结构类型：结面积小，适用于 高频检波、脉冲电路及计算机中的开关元件。外壳触丝N型锗片正极引线负极引线N型锗型锗结面积大，适用于 低频整流器件。负极引线底座金锑合金PN结铝合金小球正极引线普通二极管图符号稳压二极管图符号发光二极管图符号DDZD 使用二极管时，必须注意极性不能接反，否则电路非但不能正常工作，还有毁坏管子和其他元件的可能。1.2.2 二极管的伏安特性U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060(A)4020 二极管的伏安特性是指流过二极管的电流与两端所加电压的函数关系。二极管既然是一个PN结，其伏安特性当然具有“单向导电性”。二极管的伏安特性呈非线性，特性曲线上大致可分为四个区：外加正向电压超过死区电压(硅管0.5V，锗管0.1V)时，内电场大大削弱，正向电流迅速增长，二极管进入正向导通区。死区正向导通区反向截止区 当外加正向电压很低时，由于外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动的阻力，故正向电流很小，几乎为零。这一区域称之为死区。外加反向电压超过反向击穿电压UBR时，反向电流突然增大，二极管失去单向导电性，进入反向击穿区。反向击穿区反向截止区内反向饱和电流很小，可近似视为零值。正向导通区和反向截止区的讨论U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060(A)4020死区正向导通区反向截止区反向击穿区 当外加正向电压大于死区电压时，二极管由不导通变为导通，电压再继续增加时，电流迅速增大，而二极管端电压却几乎不变，此时二极管端电压称为正向导通电压。硅二极管的正向导通电压约为0.7V，锗二极管的正向导通电压约为0.3V。在二极管两端加反向电压时，将有很小的、由少子漂移运动形成的反向饱和电流通过二极管。反向电流有两个特点：一是它随温度的上升增长很快，二是在反向电压不超过某一范围时，反向电流的大小基本恒定，而与反向电压的高低无关(与少子的数量有限)。所以通常称它为反向饱和电流。图2.2 二极管开关的转换过程 图2.3 三极管工作状态的转换 图2.4 三极管的开关特性 图2.5 二极管与门 图2.6 二极管或门 图2.7 三极管反相器 TTL与非门电路 输入全为高电平时的工作情况 输入有低电平时的工作情况图2.11输入噪声容限示意图 图2.12 TTL与非门的输入伏安特性 图2.13 TTL门电路输入端接电阻时的等效电路 图2.14 TTL与非门输入端的负载特性 图2.15与非门输出高电平时的输出特性曲线 图图2.16 与非门输出低电平时的输出特性与非门输出低电平时的输出特性 CMOS非门电路 CMOS非门带电容负载的情况 CMOS与非门电路 CMOS或非门电路 带缓冲级的二输入端与非门电路 2.5.1 其他类型的TTL门电路 2.5 知识拓展知识拓展 1集电极开路门 推拉式输出级并联的情况2.5.1 其他类型的TTL门电路 2.5 知识拓展知识拓展 1集电极开路门 集电极开路的TTL与非门的电路 集电极开路的TTL与非门的逻辑符号2.5.1 其他类型的TTL门电路 2.5 知识拓展知识拓展 1集电极开路门 OC门的输出端并联实现线与功能2.5.1 其他类型的TTL门电路 2.5 知识拓展知识拓展 1集电极开路门 OC门实现电平转换电路 用OC门驱动发光二极管的电路2.5.1 其他类型的TTL门电路 2.5 知识拓展知识拓展 2三态输出门 三态输出门的电路图 三态输出门电路的逻辑符号2.5.1 其他类型的TTL门电路 2.5 知识拓展知识拓展 2三态输出门 用三态输出门实现总线传输 门电路带小电流负载 门电路带大电流负载 与非门多余输入端的处理 或非门多余输入端的处理