P 区 耗尽层 N 区
(a) +
－
P 区中电子 浓度分布 (b)
Ln
N 区中空穴 浓度分布
x Lp
同理,二极管从截止转为正向导通也需要时间,这段时 间称为开通时间。开通时间比反向恢复时间要小得多,一般 可以忽略不计。
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二、三极管的开关特性
1．三极管的三种工作状态
+ VCC
RC
iC
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
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（2）放大状态:当VI为正值且大于死区电压时,三极管导通。有
IB
VI
VBEVI
Rb
Rb
此时,若调节Rb↓,则IB↑,IC↑，VCE↓，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＝βIB。
解: 根据饱和条件IB＞IBS解题。
3-0.7
IB
0.02m3A () 100
IBSVR CCC610 1200.0m 20)A(
∵IB＞IBS ∴三极管饱和。
ICICSVRCCC11021.2m(A )
+ VI －
Rb
1
100 kΩ
+ VC C （ + 1 2 V ） RC 10k Ω
3
T
+
2
VO
第三章 逻辑门电路
第三章 逻辑门电路
§3.1 数字电路中的二极管与三极管
§3.2 基本逻辑门电路
§3.3 TTL逻辑门电路
§3.4 MOS逻辑门电路
§3.5 集成逻辑门电路的应用 §3.6 混合逻辑中逻辑符号的变换
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3.1 数字电路中的二极管与三极管 一、二极管的开关特性
1．二极管的静态特性
-
VOVCE S0.3V
（2）将RC改为6.8kW,重复以上计算。
图 1.4.6 例 1.4.1电 路
IB不变,仍为0.023mA
IBSVR CCC610 62. 80.0m 29)A(
∵IB＜IBS ∴三极管处在放大状态。 IC IB 6 0 0. 0 12 m .4 3 )A (
V O V C E V C -C I C R C 1- 1 2 6 .4 .2 8V .) 48(
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（3）将RC改为6.8kW,再将Rb改为60kW,重复以上计算。
3-0.7
IB
0.03m8A )( 60
IBS≈0.029 mA
∵IB＞IBS ∴三极管饱和。
ICICSV RCCC6 1.2 81.7m 6)A (
VOVCE S0.3V
+
由上三例极可管见是,R否b饱、和R。C 、β等参数都能决定
是二极管开关的动态特性。
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2．二极管开关的动态特性
给二极管电路加入 一个方波信号,电流的 波形怎样呢?
D
+
i
vi
RL
－
(a)
ts为存储时间,tt称为渡越 时间,tre＝ts十tt称为反向 恢复时间。
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反向恢复时间:tre＝ts十tt
产生反向恢复过程的原因:
反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。
(1)加正向电压VF时,二极管导通,管压降VD可忽略。二
极管相当于一个闭合的开关。
D
V
F
IF
RL
(a )
K
V
F
IF
RL
(b)
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(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。
D
V
R
IS
RL
K
V
R
RL
(a )
(b)
可见,二极管在电路中表现为一个受外加电压vi控制的开关。 当外加电压vi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
值为:VCES≈0.3V。
三极管工作在饱和状态的电流条件为:IB＞ IBS
电压条件为:集电结和发射结均正偏
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例 电路及参数如图1.4.6所示,设输入电压VI=3V,三极管的VBE=0.7V。 （1）若β＝60,试判断三极管是否饱和，并求出IC和VO的值。
Rb b
c3
1
T
+
2
VI
iB
－
e
iC
VC C/RC
E
IC S D
C
0 .7V
IB 5 IB 4 = IB S IB 3
IB 2
B
IB 1
A IB= 0 v
VC CΒιβλιοθήκη CE（1）截止状态:当VI小于三极管发射结死区电压时,IB＝ICBO≈0,IC＝ ICEO≈0,VCE≈VCC，三极管工作在截止区，对应图1.4.5（b）中的A点。
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2．三极管的动态特性
（1）延迟时间td—— 从输入信号vi正跳变的 瞬间开始,到集电极电流iC 上升到0.1ICS所需的时间
（2）上升时间tr—— 集电极电流从0.1ICS上 升到0.9ICS所需的时间。 （3）存储时间ts—— 从输入信号vi下跳变的 瞬间开始,到集电极电流iC 下降到0.9ICS所需的时间。 （4）下降时间tf—— 集电极电流从0.9ICS下降 到0.1ICS所需的时间。
为零偏，称为临界饱和状态，对应图（b）中的E点。此时的集电
极电流称为集电极饱和电流，用ICS表示，基极电流称为基极临界 饱和电流，用IBS表示，有:
ICSVCCR-C 0.
7V VCC RC
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IBS
ICS
VCC
RC
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若再减小Rb,IB会继续增加,但IC已接近于最大值VCC/RC,不会再增加， 三极管进入饱和状态。饱和时的VCE电压称为饱和压降VCES，其典型
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3.2 基本逻辑门电路
一、二极管与门和或门电路
1．与门电路
+ VC C （ + 5V ）
D1 A
D2 B
R 3kΩ
L
A
&
L=A· B
B
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VI －
Rb
1
100 kΩ
+ VC C （ + 1 2 V ） RC 10k Ω
3
T
+
2
VO
-
该电路的则饱和条件可写为:
VI Rb
＞
V CC RC
图 1.4.6 例 1.4.1电 路
即在VI一定（要保证发射结正偏）和VCC一定的条件下,Rb越小,β越 大,RC越大，三极管越容易饱和。在数字电路中总是合理地选择 这几个参数，使三极管在导通时为饱和导通。
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 b
c3
1
T
+
2
VI
iB
－
e
iC
VC C/RC
E
IC S D
C
0 .7V
IB 5 IB 4 = IB S IB 3
IB 2
B
IB 1
A IB= 0 v
VC C
CE
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（3）饱和状态:保持VI不变,继续减小Rb,当VCE ＝0.7V时,集电结变