逻辑1 逻辑1
逻辑0
逻辑0
逻辑0
14.1 脉冲基础知识
14.1.1 脉冲的概念及其波形 脉冲是一种跃变信号,并且持续时间短暂
矩形波 尖顶波
常见的脉冲波形
14.1.2 矩形脉冲波
0.9Um 0.5 Um 0.1 Um
tw
Um
tr
tf
脉冲幅度
信号变化的最大值
脉冲上升沿 脉冲下降沿 脉冲宽度
V (V)
14.1.4 脉冲分压器
在脉冲电路中，经常要把 脉冲信号经过电阻分压送到 下一级，由于电路中存在各 种形式的电容，有的是下级 电路中所固有的，有的是接 线电容或寄生电容。这样， 在负载上好像并联了一个电 容Co，如图14.9所示。 为了克服Co对脉冲分压器 输出波形的影响，常在R1两 端并联C1，要使输出电压不 失真，必须使R1C1＝R2Co
2. 二极管限幅器
（1）串联限幅器
（2）并联限幅器
14.2.2 晶体三极管的开关特性及其应用
1. 晶体三极管的开关特性
+VCC RC iC Rb
+ 1
iC VCC/RC ICS
+
IB5
E D C
IB4 = IBS
IB3 IB2 B A IB1 IB=0 VCC
b
c3
T 2
uI
£-
iB e
VCE
0.7V
ICS
+
b
c3
T 2
IB3
IB2
uI
£-
iB
u CE
B
A 0.7V VCC
e
-
IB1 IB=0
uCE
（3）饱和状态：uI不变，继续减小Rb，当uCE ＝0.7V时，集电结变为
零偏，称为临界饱和状态，对应E点。此时的集电极电流用ICS表示，基极 电流用IBS表示，有: I CS VCC VCC - 0.7V VCC I I CS BS RC RC RC 再减小Rb ，IB 会继续增加，但IC 不会再增加，三极管进入饱和状态。 饱和时的uCE电压称为饱和压降uCES，其典型值为：UCES≈0.3V。 三极管工作在饱和状态的电流条件为：IB＞ 电压条件为：集电结和发射结均正偏
补偿电容C1对输出 脉冲波形的影响
脉冲分压器
14.2 晶体管开关特性
14.2.1 晶体二极管的开关特性及其应用
1. 二极管的开关特性
(1)加正向电压UF时，二极管导通，管压降UD可忽略。二极 管相当于一个闭合的开关。 V
U F IF RL
K
U F
IF
RL
(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。二 极管相当于一个断开的开关。
14.1.3 RC微分电路和积分电路
1. RC电路的过渡过程 （1）RC电路的充电过程
电容的充放电电路 电容器充电波形
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电容充电时间表 t/ uC/V 0 0 0.7 0.5 1 0.63 2 0.87 3 0.95 5 0.993
（2）电容的放电过程：
电容器放电波形
2. RC微分电路
微分电路及其波形
10
3
3. RC积分电路
积分电路是一种常用的波形变换电路，它可以把矩形脉 冲变换成三角波。
积分电路及输入、输出波形
积分电路的组成条件（1）电路的时间常数 远 远大于输入脉冲宽度tw，即=RC» tw。 （2）信号从电容两端输出
的取值：积分电路是利用电容的充、放电将矩形脉冲变为 三角波的的，因此必须满足 »tw的条件。但 的取值也不能 过大，分析表明 的取值一般要求为 ≥（3－5）tw
uCE
（1）截止状态：当uI小于三极管发射结死区电压时，IB＝ICBO≈0，
IC＝ICEO≈0，uCE≈VCC，三极管工作在截止区，对应图中的A点。
三极管工作在截止状态的条件为：发射结反偏或小于死区电压
（2）放大状态：当uI为正值且大于死区电压时，三极管导通。有
uI VBE uI IB Rb Rb
此时，若调节 Rb↓，则 IB↑， IC↑， uCE↓，工作点沿着负载线由 A 点 →B点→C点→D点向上移动。在此期间，三极管工作在放大区，
其特点为IC＝β IB。 三极管工作在放大状态的条件为：发射结正偏，集电结反偏
+VCC RC iC Rb
+ 1
iC VCC/RC IB5 E D C IB4 = IBS
第14章 脉冲的基础知识和反相器
14.1 脉冲基础知识
14.2 晶体管开关特性
数字电路的基本概念
一、模拟信号与数字信号
模拟信号——时间连续数值也连续的信号。如速度、压 力、温度等。 数字信号——在时间上和数值上均是离散的。如电子表 的秒信号，生产线上记录零件个数的记数信号等。 数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流。 V(V)
占空比D：脉冲 宽度与脉冲周期 (a) 之比称为占空比， 即 。 tw
5
0
D
T
(b) 3.6
10 V (V)
20
30
40
50
t (ms)
图中所示为 三个周期相同 （T=20ms），但 幅度、脉冲宽度 及占空比各不相 同的数字信号。
0 10 20 30 40 50 t (ms) (c) 0 10 10 V (V) 20 30 40 50 t (ms)
D K
UR
IS
RL
UR
RL
可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压ui控制的开关。 当外加电压 ui 为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压 的变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程 就是二极管开关的动态特性。
二极管在状态转换时需要一定的时间，即开 关时间。二极管的开关时间主要决定于二极管从 导通到截止的时间，即反向恢复时间。测试表明， 一般二极管的反向恢复时间在纳秒（ns）数量级 （1ns=109s）。例如，2CK系列硅开关二极管的 开关时间为5ns，2AK系列锗开关二极管的开关时 间是150ns。
5 t(ms)
0
10
20
30 40
50
二、正逻辑与负逻辑
数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电 平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。 有两种逻辑体制： 正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。 负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。
下图为采用正逻辑体制所表的示逻辑信号：
微分电路的作用：是一种能够将输入矩形脉冲变 换为正、负尖脉冲的波形变换电路。 构成微风电路的条件：（1）电路应满足时间常 数 远小于输入矩形脉冲宽度tw的条件，即 =RC ＜＜tw。 （2）波形从电阻两端输出 的取值：微分电路是利用电容的快速充、放 电将矩形脉冲变为正、负尖脉冲的，因此必 须满足 «tw的条件。但 的取值也不能过小， 分析表明 的取值一般要求为 tw tw ≤≤