阎石第五版第三章第一讲

用输入信号控制开关，使输出电位不同。
附图1
原理图和逻辑图
第一讲 分立元件构成的门电路
二、实际器件的开关特性：
二极管 三极管 MOS管
１、半导体二极管的开关特性：
二极管在电路中表现为一个受外加电压vi控制的开关。 具有单向导电性。
第一讲 分立元件构成的门电路
1)理想二极管构成的电路：
附图２ 理想二极管构成电路
它实现或逻辑运算： L=A+B。 可用增加输入端和二极管的方法，构成更多输入端的或门。
(a)
(b)
第一讲 分立元件构成的门电路
（1）VA=VB=0V，VL≈0V。 （2）VA=0V，VB=5V，VL≈5V。 （3）VA=5V，VB=0V，VL≈5V。 （4）VA=VB=5V，VL=5V。
D1 A D2 B R 3kΩ A B L
1 2
iC VCC/RC ICS IB5 E D C B A 0.7V VCC (b) IB4 = IBS IB3 IB2 IB1 IB=0 v
CE
T
vO VCC VOH
iB
e
(a)
当vI 0时
vO VCC VOH
当vI VOH VCC时
vO vCE(sat) VOL
（1）VA=0V，VL=VCC=5V。 （2）VA=5V，VL=VCES≈0V（0.3V）。
把上述分析结果列入表中，此电路不管采用正逻辑体制 还是负逻辑体制，都满足非运算的逻辑关系。
+VCC （+5V） RC Rb
3 1 2
输入 VA（V） 0 5
输出 V L （V ） 5 0 输出 L=A L
L A
或非门、异或门.
2、电子电路中的逻辑状态：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）。 (1)正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。 (2)负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。
第一讲 分立元件构成的门电路
3、获得高低电平的原理：
1、二极管与门 2 、 二极管或门 3 、三极管非门
本讲作业：1、复习本讲内容 2、予习下一节内容
本讲结束
第一讲 分立元件构成的门电路
VCC S1 vI vO
S2
(a)单开关电路
(b)互补开关电路
附图1
原理图和逻辑图
第一讲 分立元件构成的门电路
当vI vIH时 vO vOH VCC
附图2 理想二极管构成电路
第三章
第一讲 第二讲 第三讲
门电路
分立元件构成的门电路 T T L 门电路 CMOS门电路
第一讲
分立元件构成的门电路
一、基本概念 二、实际器件的开关特性 三、分立元件构成的简单的门电路
第一讲 分立元件构成的门电路
一、基本概念
1、门电路：能够实现逻辑关系的电子电路（单元电路）。 常用门电路:与门、或门、非门、与非门、或非门、与
D相当于开关S，vo受vi控制。
2）实际二极管的特性曲线及等效电路：
附图３ 特性曲线、等效电路、电压电流波形
3)实际二极管两端电压和电流波形特点：
(1)外加电压突然由反向变为正向时，导通电流 要稍微滞后一点。 (2)外加电压突然由正向变为反向时，有较大的 瞬间反电流流过。
第一讲 分立元件构成的门电路
附图７三极管迅速转换时电流电压的变化
第一讲 分立元件构成的门电路
3、MOS管的开关特性
1）MOS管的结构：N沟道增强型：三个极：S
D
G
D G S
第一讲 分立元件构成的门电路
2）输入特性和输出特性（共源接法） 输入特性：栅极和衬底间有绝缘层，输入电流为 ０，不用画特性曲线。 输出特性：漏极特性曲线 三个区：截止区、可变电阻区、恒流区
附图6
基本开关电路
第一讲 分立元件构成的门电路
附图7
三极管迅速转换时电流电压的变化
第一讲 分立元件构成的门电路
附图8 MOS管的输出特性
RON在1kΩ左右,一般 不能忽略
附图9
基本开关电路及等效开关电路
第一讲 分立元件构成的门电路
输入
VA（V）
0 0 5 5
VB（V）
0 5 0 5 输入
输出 VL（V） 0 0 0 5 输出
三、分立元件构成的最简单的门电路
1、二极管与门
+VCC （+5V） R 3kΩ D1 A D2 B (a)
（a）电路
L
A B
&
L=A· B
(b)
（b）逻辑符号
第一讲 分立元件构成的门电路
（1）VA=VB=0V，VL≈0V。 （2）VA=0V，VB=5V，VL≈0V。 （3）VA=5V，VB=0V，VL≈0V。 （4）VA=VB=5V，VL=5V。
A
0 0 1 1
B
0 1 0 1
L
0 0 0 1
附图10 与门输入输出电压的关系
A
Y
２、双极型三极管的开关特性
1）双极型三极管的结构： 三个极、二个结有PNP NPN 两种。
附图４三极管的基本结构
2）输入输出特性： 输入特性 输出特性（三个区：截止区、放大区、饱和区）。
附图５三极管输入输出特性
3）基本开关电路：
附图６基本开关电路
第一讲 分立元件构成的门电路
4）等效电路：
c b e (a)
附图８ ＭＯＳ管的输出特性
3）基本开关电路及等效开关 电路： 用MOS管等效开关S 。
附图９基本开关电路及等效开关电路
第一讲 分立元件构成的门电路
4）MOS管的四种类型 ： N沟道增强型 P沟道增强型 N沟道耗尽型 P沟道耗尽型
N沟道耗尽型
P沟道耗尽型
书中P79 四种类型MOS管的比较表
第一讲 分立元件构成的门电路
A 0 0 1 1
≥1
B 0 1 0 1
L 0 1
L=A+B 1
1
第一讲 分立元件构成的门电路
3 、三极管非门电路
三极管组成的非门电路，非门又称反相器。仍设输入信号 为+5V或0V。此电路只有两种工作情况：
+VCC （+5V） RC Rb
3 1 2
L A 1 L=A A
A
T
(a)
(b)
第一讲 分立元件构成的门电路
A
T
1 A
输入
A
0 1
1 0
第一讲 分立元件构成的门电路
？与非门和或非门？
第一讲 分立元件构成的门电路
本讲小结
一、基本概念
1、门电路
2、逻辑状态 3、获得高低电平原理
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二、实际器件的开关特性
１、半导体二极管的开关特性 ２、双极型三极管的开关特性 3、MOS管的开关特性
三、分立元件构成的最简单的门电路
当vI vIL时 vO vOL 0
附图3 特性曲线、等 效电路、电压电流波形
第一讲 分立元件构成的门电路
附图4
三极管的基本结构
第一讲 分立元件构成的门电路
附 图 ５ 三 极 管 输 入 输 出 特 性
第一讲 分立元件构成的门电路
+VCC RC iC Rb + VI － c3 当v b I 0时
(a)截止状态
c b
VON RCE(sat) VCE(sat)
c b
VON VCE(sat)
e (b)
(b)(c)饱和导通状态状态
e (c)
当截止时
当饱和时
iB 0, iC 0
b e c间断开
vO vCE(sat) 0 c e短路
第一讲 分立元件构成的门电路
5）动态开关特性：
三极管在截止与饱和导通两种状态迅速转换时电流 的变化要滞于电压的变化 。
把上述分析结果归纳 起来列入表中，如果采用 正逻辑体制，很容易看出 它实现逻辑运算：
A B (b) & 附图10 与门输入输出电压的关系 L=A· B
+VCC （+5V） R 3kΩ D1 A D2 B (a) L
第一讲 分立元件构成的门电路
2 、 二极管或门电路
D1 A D2 B R 3kΩ A B ≥1 L=A+B L