9-1数字电路的特点及分析方法9-2晶体管的开关特性

题
新课
端，VD导通，它呈现的正向压降很小，相当于开关的接通状态。

端，VD截止，它呈现的反向电阻很大，相当于开关的断开状态。

当二极管的正向电阻和反相电阻有很大差别时，二极管即可作为开关使用。

二极管开关的应用
限幅电路又称削波电路。

削波就是指将输入波形中不需要的部分去掉。

）串联型上限幅电路
电路及限幅波形如图所示。

② 工作过程
1v ≥G V →VD 截止→I O v v = 1v < G V →VD 导通→G O V v =
它是限幅电平为G V 的下限幅度电路，又因二极管与负载电阻并联，所以电路全称为“限幅电平为G V 的并联型下限幅电路”。

（3）结论
串联型限幅电路是利用二极管截止起限幅作用；而并联限幅电路是利用二极管导通起限幅作用。

2．钳位电路 （1）电路组成
把输入信号的底部或顶部钳制在规定电平上的电路称为钳位电路。

顶部电位在零电平的钳位电路如图所示。

（1）三极管的饱和条件
条件：基极电流足够大，即BS B I I >>。

BS I 为临界饱和基极电流。

也可表示为：
B I ≥c
CC
BS R V I β=
（2）特点
三极管处于饱和导通状态相当于开关的接通状态。

2．截止条件及其特点 （1）三极管的截止条件为
输入为低电位时，即V 0I =v 时，三极管V 截止，输出为高电位，
输入为高电位时，即V 3I =v 时，三极管V 饱和导通，输出为低电位，
1R 的两端并联一个适量的电容器S C ，就可达到提高开关速度的
V
新课 当决定一件事情的几个条件完全具备之后，这件事情才能发生，否则不发生。

能实现与逻辑功能的电路称为与门电路。

两输入端均为高电平时，二极管1VD 、2VD 导通，两输入端均为低电平，或有一个输入端为低电平时，与低电平相连接的二0 V ）。

出1 出0
Y = A ·B
当决定一件事情的几个条件中，只要有一个条件得到满足，这件事情就会发生。

两输入端均为低电平时，二极管1VD 、2VD 截止，两输入端有一个输入端为高电平，或全为高电平时，与高电平相连接的二就高电平（3 V ）。

1出1 0出0
事情（输出信号）和条件（输入信号）总是呈相反状态。

输出信号与输入信号存在“反相”关系。

即输入低电平，输出为高电平；输入高电
）逻辑功能：有0出1
有1出0
）逻辑函数数式：
输入输出A Y
0 1 1 0
将一个与门和一个非门联结起来，就构成了一个与非门。

Y B
A⋅
A B A B Y =B
A⋅
0 0 1 1 0
1
1
1
1
1
1
．逻辑功能：全1出0
有0出1
在或门后面接一个非门，就构成或非门。

Y B
A+
A B A +B Y =B
A+
0 0 1 1 0
1
1
1
1
1
1
Y CD
AB+
．真值表：如图表所示。

B C D
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
．逻辑功能：一组全1出0；
各组有0出1。

．逻辑函数数式：
Y
B A B A +或B A Y ⊕=
．真值表：如图表所示。

输 入
输 出 A B Y 0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 0
．逻辑功能：同出0，异出1 ．逻辑函数数式：
Y
B A AB +或=Y A ⊙B
．真值表：如图表所示。

输 入
输A B Y 0 0 1 1
0 1 0 1
1 0 0 1
．逻辑功能：同出1 异出0
新课新课
原理：接通电源，A 点电压约5 V 左右，绿色1LED 保持常亮。

在电源正常时，调节电位器，使B 点电位刚好处于与非门的门槛电压，此时黄色2LED 和红色3LED 均不亮。

当电源电压偏低时，B 点电位低于门槛电压，则门1输入为低电平，输出为高电平，故E 点为高电平，F 点为低电平，黄色2LED 导通而发光，而红色3LED 截止，不发光。

当电源电压偏高时，B 点电位上升，E 点电位下降，F 点电位上升，因而红色3LED 通而发光，黄色2
LED 因截止而不发光。

时，1V 截止；DD GS2V V -=，2V 时，1V 的TN GS1V V >，1V 饱和导通，极间相当于开路，1S 与1D 相当于短路。

所以当输入低电平时，输出为高电平；当输入为高电平时，输出为低电平，实现了逻辑反相器不论是输出高电平还是低电平，都只有一个管子导通，因此电源电流均是极小的漏电流，功耗极低。

由于管子导通时电阻都很小，这就大大缩短了负载端杂散电容的充放电时间，反相器的电压传输特性比较理想，特性曲线的转折区比反相器输出高电平DD OH V V ≈，输出低电平OL V
端有高电平1时，驱动管1V 或2V 导通，输出端Y
．工作原理
）当控制端C 加高电平，若输入信号I v 在0 ~DD V 之间变化，则1V 和有一个管子导通，传输门的输入和输出之间程低阻状态，传输门导通，相当于开关接通。

）当控制端C 加低电平，只要I v 在0 ~DD V 之间变化，则1V 、2V 两个管子均截止，即传输门截止，相当于开关断开。

．功能
传输门是一种传输信号的可控开关电路，由于MOS 管结构对称，其源极与漏极可对调使用，因此，传输门具有双向性，也称双向开关。

CMOS 电路的应用
．产品系列和外形封装
CMOS 集成电路的产品系列可参考表。

子系列 名称 国标符号 CMOS
互补场效晶体管型 CC4000 HCMOS 高速CMOS
CT54/74HC HCMOST
与TTL 兼容的高速CMOS
CT54/74HCT
CMOS 电路使用注意事项 ）输入端不能悬空。

- 127 -。