《有源泄放電路》PPT課件.ppt

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1、第二章門電路本章的重點：1．半導(dǎo)體二極管和三極管（包括雙極性和MOS型）開關(guān)狀態(tài)下的等效電路和外特性。2．TTL電路的外特性及其應(yīng)用。3．COMS電路的外特性及應(yīng)用。本章的難點:TTL電路的外特性是本章的一個難點，同時也是一個重點。尤其是輸入端采用多發(fā)射級三極管結(jié)構(gòu)時，對輸入特性的全面分析比較復(fù)雜。從實用的角度出發(fā)，只要弄清輸入為高/低電平時輸入電流的實際方向和數(shù)值的近似計算就可以了。1VCC0V第二章門電路第一節(jié)概述門電路：實現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路。門電路的兩種輸入，輸出電平：高電平、低電平。它們分別對

2、應(yīng)邏輯電路的1,0狀態(tài)。負(fù)邏輯：0代表高電平；1代表低電平。VCC0V高電平低電平正邏輯：1代表高電平；0代表低電平。2根據(jù)制造工藝不同可分為單極型和雙極型兩大類。門電路中晶體管均工作在開關(guān)狀態(tài)。首先介紹晶體管和場效應(yīng)管的開關(guān)特性。然后介紹兩類門電路。注意：各種門電路的工作原理，只要求一般掌握；而各種門電路的外部特性和應(yīng)用是要求重點。當(dāng)代門電路（所有數(shù)字電路）均已集成化。3第二節(jié)半導(dǎo)體二極管和三極管的開關(guān)特性一、二極管的開關(guān)特性1.開關(guān)電路舉例2.靜態(tài)特性伏安特性等效電路在數(shù)字電路中重點在判斷二極管開關(guān)狀態(tài)，因此必須把特

3、性曲線簡化。（見右側(cè)電路圖）有三種簡化方法：輸入信號慢變化時的特性。4第一種第三種+-0.5V第二種VON0.7V53.動態(tài)特性當(dāng)外加電壓突然由正向變?yōu)榉聪驎r，二極管會短時間導(dǎo)通。tre這段時間用tre表示，稱為反向恢復(fù)時間。輸入信號快變化時的特性。DRLi它是由于二極管正向?qū)〞rPN結(jié)兩側(cè)的多數(shù)載流子擴(kuò)散到對方形成電荷存儲引起的。6二、半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性（一）雙極型三極管的開關(guān)特性1.靜態(tài)特性可用輸入輸出特性來描述。基本開關(guān)電路如圖：可用圖解法分析電路：輸入特性輸出特性7條件特點BE結(jié)BC結(jié)截止導(dǎo)通放大飽和

4、(0.7V)ib

5、原理(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)稱為：金屬—氧化物—半導(dǎo)體場效應(yīng)管或絕緣柵場效應(yīng)管導(dǎo)電溝道(反型層)源極Source漏極Drain柵極Gate稱為N溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管導(dǎo)電溝道將源區(qū)和漏區(qū)連成一體。此時在D,S間加電壓，將形成漏極電流iD。當(dāng)大于VGS(th)時，將出現(xiàn)導(dǎo)電溝道。VGS(th)稱為開啟電壓，與管子構(gòu)造有關(guān)。顯然，導(dǎo)電溝道的厚度與柵源電壓大小有關(guān)。而溝道越厚，管子的導(dǎo)通電阻RON越小。因而，若不變，就可控制漏極電流iD。因此，把MOS管稱為

6、電壓控制器件。SDB10123輸出特性2.輸入輸出特性恒流區(qū)恒流區(qū)中iD只受控制，其關(guān)系式為：相應(yīng)曲線稱為轉(zhuǎn)移特性?？臻g電荷區(qū)截止區(qū)VDS=0V出現(xiàn)溝道。VDS增加，則溝道“傾斜”（阻值增加）。VGD=VGS(th)時，溝道“夾斷”。VDS再增加時，夾斷點向源區(qū)移動，但iD不變。輸入特性可不討論。可變電阻區(qū)夾斷點VGS(th)=2V設(shè)＝5V同理可求出柵源電壓為4V和3V時的夾斷點。它也有三個工作區(qū)固定電阻固定電阻夾斷113.MOS管的基本開關(guān)電路當(dāng)=VDD時，MOS管導(dǎo)通。當(dāng)=0V時，MOS管截止，=VDD；MOS管工作

7、在可變電阻區(qū)。若，則回下頁RONVDD12D靜態(tài)特性—三個工作區(qū)。等效電路如圖，其中CI為柵極輸入電容。約為幾皮法。動態(tài)特性—延遲作用。由于是單極型器件，無電荷存儲效應(yīng)。動態(tài)情況下，主要是輸入電容和負(fù)載電容起作用，使漏極電流和漏源電壓都滯后于輸入電壓的變化。其延遲時間比雙極型三極管還要長?？勺冸娮鑵^(qū)：截止區(qū)：恒流區(qū)：4.MOS管的開關(guān)特性及等效電路電路圖135.MOS管的四種類型(1)N溝道增強(qiáng)型(2)P溝道增強(qiáng)型(3)N溝道耗盡型(4)P溝道耗盡型開啟電壓夾斷電壓P溝道增強(qiáng)型：1415第三節(jié)最簡單的與、或、非門電路由于

8、這些電路有嚴(yán)重的缺點，在集成電路中并不使用，但可幫助理解集成門的工作原理。一、二極管與門設(shè)：VCC=5V,VIH=3V,VIL=0VVA=VB=0VD1,D2導(dǎo)通，VY=0.7VVA=VB=3VD1,D2導(dǎo)通，VY=3.7V+_+_VA=3V,VB=0VD2導(dǎo)通，D1截止，VY=0.7VVA=0V,VB=3VD1導(dǎo)通