1．输出特性曲线和阈值电压
①当VGS<VTN时，→T 截止 ，iD=0 ②当VGS≥VTN时，→T导通，iD>0
三个工作区： Ⅰ区：VDS很小，即VDS<VGS-VTN，iD随VDS线性上升。
且VGS不同，上升的斜率就不同为可变电阻区； Ⅱ区：VDS较大，有：VDS≥（VGS-VTN），iD基本不变为恒流区； Ⅲ区：VGS<VTN时，iD=0，截止区。 注意：开关应用时MOS管交替工作于截止区和可变电阻区。
2.1.1 理想开关的开关特性 2.1.2 二极管的开关特性
＋ uD －
二极管符号： 正极
负极
二极管伏安 特性曲线
1.静态特性
由上图可以看出：
①二极管加正向电压时导通，伏安特性很陡、压降很小
（硅管为0.7V，锗管为0.3V），可以近似看作是一个
闭合的开关。
②二极管加反向电压时截止，反向电流很小（nA级）， 可以近似看作是一个断开的开关。把uD<UT=0.5V看成
2. 动态特性
在低速脉冲电路中，二极管开关由接通 到断开，或由断开到接通所需要的转换时间 通常是可以忽略的。然而在数字电路中，二 极管开关经常工作在高速通断状态。由于PN 结中存储电荷的作用，及结电容CJ和扩散电 容CD的存在，二极管开关状态的转换不能瞬 间完成，需经历一个过程。二极管开关的转 换过程如图所示。
10
0
11
1
uA uB uY
D1 D2
0V 0V 0.7V 导通 导通
0V 3V 0.7V 导通 截止 A
3V 0V 0.7V 截止 导通 B
二极管开关的转换过程
开通时间ton 当输入电压uI，由UIL跳变到UIH时，二极管D要经过导通延迟时间td、上升
时间tr之后，才能由截止状态转换到导通状态。其原因在于，当uI正跳变时， 只有当PN结中电荷量减少，PN结才由反偏转换到正偏，也即Cj放电，CD充 电
关断时间toff 当输人电压uI。由UIH跳变到UIL时，二极管D经过存储时间ts、下降时间
2．转移特性和跨导
转移特性：VDS一定时，iD与VGS之间的关系
跨导gm
iD VGS
VDS
常数
gm表示VGS对iD的控制能力。 3．输入电阻和输入电容
rin>1012Ω(静态负载能力很强)
Cin<几皮法(为动态MOS电容和大 规模存储电路的实现创造了条件)
4．直流导通电阻ron
ron
VDS iD
iC (mA) 直流负载线
VCC Q2 Rc
Q
80μA 60μA 40μA 20μA
2.3k iB
Q1 iB=0
Ω
0 UCES
VCC uCE(V)
输出特性曲线
①ui=UIL=-2V时，三极管截止，基极电流： ib≈0，ic≈0，uo≈Vcc=12V
②ui＝UIH=3V时，三极管导通，基极电流：
iB
3 0.7 2.3
mA
1mA
三极管临界饱和时的基极电流：
I BS
Vcc uCES
Rc
12 0.3 mA 0.06mA 100 2
因为iB>IBS，三极管工作在深度饱和状态。输出电压：
uo＝UCES＝0.3V 静态开关特性
截止状态
Rb ＋
+VCC
b c Rc
＋
ui=UIL<0.5V
uo=+VCC
－
e
－
饱和状态
三极管的动态 开关特性
2.1.4 MOS管的开关特性
MOS 晶体管
MOS:（Metal-Oxide-Semiconductor）金属─氧化物─半导体 MOS晶体管是MOS逻辑门的基本构成部分； MOS： ①源极S、漏极D、栅极G；
②是电压控制器件； ③栅极电压控制漏源电流。
以N沟道增强型为例分析其特性。
+VCC Rc iC
Rb b
c
uo
iB(μA)
iC (mA) 直流负载线
VCC Q2 Rc
Q
80μA 60μA 40μA
ui
iB
20μA
e 0 0.5 uBE(V)
0 UCES
Q1 iB=0
VCC uCE(V)
工作原理电路
输入特性曲线
输出特性曲线
ui
Rc
2kΩ
+VCC=+12V iC
Rb b
c uo β=100
MOS管的开关作用
当ui较小时MOS管 截止uo=VDD
uo
ROff ROff RD
VDD
ROff RD
当ui较大时MOS管 导通
uo
RON RON RD
VDD
RON RD
动态特性
2.2 分立元件门电路
1、二极管与门
+VCC(+10V)
AB
Y
R
3V
D1
3kΩ
00
0
A
Y
01
0
D2 0V B
(也称为渡越时问)tf之后，才会由导通状态转换到截止状态。ts是存储电荷消散 时间，tf是PN结由正偏到反偏，PN结中电荷量逐渐增加到截止状态下稳态值 的时间，也即CD放电、Cj充电的时间。关断时间toff也称为反向恢复时间，常
2.1.3三极管的开关特性
由三极管的工作原理可知，三极管的输出特性可 划分为3个区域：截止区、放大区和饱和区。三极管 在输入信号的作用下稳定地处于饱和区时就相当于开 关接通；处于截止区时相当于开关断开。
+VCC
＋
Rb b c Rc ＋＋
＋ui=ULeabharlann H－uo=0.3V
0.7V － －0.3V e
－
3. 动态特性
晶体三极管在截止状态和饱和状态之间转换时 的过渡特性称为三极管的动态特性。
如果在三极管基极输入一个理想的矩形波，而集
电极电流iC的波形却不是理想的矩形波，如下图所示，
其上升沿和下降沿变化缓慢，而且上升部分和下降部 分与输入波形相比都有时间延迟。这说明三极管饱和 与截止状态之间的转换过程需要一定的时间才能完成， 即三极管开关在动态情况下也存在一定的开关时间。 开关时间的大小将直接影响三极管的开关速度。
第二章 门电路
逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电 路。简称门电路。基本和常用门电路有与门、或门、 非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或 门等。
逻辑变量取值0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。 高、低电平：利用半导体开关元件的导通、截止（即 开、关）表示两种工作状态。
2.1 二极管和三极管的开关特性
是硅二极管的截止条件。
静态开关特性
D
+
ui=-2V －
+
RL uo －
ui=-2V 时的等效电路
D
+
+
ui
RL uo
－
－
开关电路
D
+ +－
+
ui=3V 0.7V RL uo
－
－
ui=3V 时的等效电路
Ui=-2V时，二极管截止， ui＝3V时，二极管导通，如同 如同开关断开，uo＝0V。 0.7V的电压源，uo＝2.3V。