数电模电第三章知识点
模拟电子第三章
13
(2)输入特性
iI/mA
-1.0 - 0.5
0.5
O
-0.5
1.0 1.5 2.0
1.4
uI/V
V
iI
mA
+
u_ I
Vcc
&
uO
-1.0
-1.5
40A
-2.0 (a)输入特性
(b)测试电路
①输入短路电流：IIS=-1.07mA
②输入漏电流：IIH= 1IB1( 1<0.01) 约为40 A
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4.加电后，CMOS器件输入端不能悬空 ①输入电位不定（此时输入电位由保护二极管 的反向电阻比来决定），从而破坏了电路的正 常逻辑关系； ②由于输入阻抗高，易接受外界噪声干扰，使电 路产生误动作； ③极易使栅极感应静电，造成栅击穿。
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二、其它类型的CMOS电路
1.CMOS与非门 (1)电路结构 两个反相器的负载管并联，驱动管串联。 (2)工作原理
图3.2.16 54LS/74LS系列与非门（54LS/74LS00)的电路结构
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表3.2.1 不同系列TTL门电路的性能比较
参数名称
TTL门电路系列名称
54/74 54H/74H 54S/74S 54LS/74LS
tpd(ns) 10
6
4
10
功耗/每门 (mW)
10
22.5
20
2
pd(ns·mW) 100 135
IIH:负载门输入漏电流。
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②只有一个OC门输出低电平：(uOUO(Lma)x)
V C C u O R L (I G (m m a IIx ) L)
RL
VC CuO IG(max)mIIL
数电电子技术第三章 内容回顾
第三章 内容回顾
1
《数字电子技术基础》第五版 数字电子技术基础》
获得高、 获得高、低电平的基本原理
单开关电路
互补开关电路
2
《数字电子技术基础》第五版 数字电子技术基础》
CMOS门电路 门电路
一、MOS管的工作原理 管的工作原理
+ —
S (Source)：源极 ： G (Gate)：栅极 ： D (Drain)：漏极 ： B (Substrate):衬底 (Substrate):衬底
V DD RL ( nI OH + mI IH ) ≥ VOH
VDD VOH ∴ RL ≤ = RL(max) nI OH + mI IH
(VDD VOL ) / RL + m′ I IL ≤ I OL(max)
①
恒流区
截止区
4
《数字电子技术基础》第五版 数字电子技术基础》
MOS管的基本开关电路 管的基本开关电路
因 为 R O F F > 10 , R O N < 1 K
9
只 要 R O N << R D < < R O F F , 则 ：
当vI =VIL < VGS(th) 当vI =VIH > VGS(th) T 截止 T 导通 vo=VOH≈VDD vo=VOL≈0
输入端负载特性
TTL反相器的输入端对地接上电阻 I 时，uI随RI 的变 反相器的输入端对地接上电阻R 反相器的输入端对地接上电阻 化而变化的关系曲线。 化而变化的关系曲线。 RP vI = (VCC vBE1 ) RI + RP
在RP<<R1的条件下，vI几乎与RP成正比。 的条件下， 几乎与 成正比。 上升到1.4V以后，vB1钳位在了 以后， 钳位在了2.1V左右。 左右。 当vI上升到 以后 左右
模电各章节主要知识点总结
（2）若是开环（无反馈），或正反馈，则放大器处于饱和状态 2、理想运放条件： Ri ,由此得到虚断， i i 0
Avo ,由此得到虚短， v v
3、虚短和虚断：
RO 0 KCMRR
各种运算（比例，加减法，积分微分电路等）中，
i i 0,说明两个输入端无电流 ； v v,说明两个输入端等电位
2
Rb2
VCC
,
VE
VB
VBE
IE
VE RE
IC
VCE
VCC
IC (RC
RE )
（2）图解分析方法：
要求： （a）用图解分析方法，判断什么情况下会发生截止和饱和失真现象，如何解决？ （b）对于共射极放大器，用直流负载线和交流负载线求解最大不失真输出电压幅度
Vom VCEQ VCES ,以及ICQ RL ' 二者取最小的，即为最大不失真输出电压幅度。
Feedback Amplifier
反 馈 判 一、反馈性质判断（瞬时极性） 断 总 结 ： 下图是常见器件的瞬时极性，务必掌握！
输入
-
+
+
+
输入 +
输入
+
+
+
输入
二、输入端的链接方式（串联还是并联）
并联负反馈
(+) X i
(-) X f
串联负反馈
X(+i) (+) X f
并联负反馈
(+)
1、K1、K3闭合，K2断开； 2、K2、K3闭合，K1断开； 3、K1、K2闭合，K3断开； 4、K1、K2、K3闭合。
数电~ 第三章总结
第三章组合逻辑电路一、组合逻辑电路的特点组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是电路任意时刻的输出状态，只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻之前的电路输入状态和输出状态无关。
组合逻辑电路在结构上的特点是不含有具有存储功能的电路。
可以由逻辑门或者由集成组合逻辑单元电路组成，从输出到各级门的输入无任何反馈线。
二、组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路，通过分析找出电路的逻辑功能，或是检验所设计的电路是否能实现预定的逻辑功能，并对功能进行描述。
其一般步骤为：（1）根据逻辑图写出输出逻辑函数表达式由输入端逐级向后推（或从输出向前推到输入），写出每个门的输出逻辑函数表达式，最后写出组合电路的输出与输入之间的逻辑表达式。
有时需要对函数式进行适当的变换，以使逻辑关系简单明了。
（2）列出真值表列出输入逻辑变量全部取值组合，求出对应的输出取值，列出真值表。
（3）说明电路的逻辑功能根据逻辑表达式或真值表确定电路的逻辑功能，并对功能进行描述。
三、组合逻辑电路的设计根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这一功能要求的最简组合逻辑电路，就是设计组合逻辑电路的任务。
在设计组合逻辑电路时，电路的最简是我们追求的目标之一。
电路的“最简”含意是指所用器件数最少、器件的品种最少、器件间的连线也最少。
组合逻辑电路设计的一般步骤如下：(1)进行逻辑规定根据设计要求设计逻辑电路时，首先应分析事件的因果关系，确定输入与输出逻辑变量，并规定变量何时取1何时取0，即所谓逻辑状态赋值。
(2)列真值表并写出逻辑函数式根据输入、输出之间的因果关系，列出真值表。
至此，便将一个具有因果关系的事件表示为逻辑函数，并且是以真值表的形式给出。
真值表中输出为1时所对应的各最小项之和就是输出逻辑函数式。
(3) 对输出逻辑函数式化简可用代数法或卡诺图法对逻辑函数式化简。
输出逻辑函数式一般为与或表达式，如要求用指定的门电路实现，则须将逻辑表达式变换为相应的形式。
数电第三章讲解
起低阻通道，形成较大的 脉冲电流。 不仅增加了CMOS电路的 功耗，而且也成为CMOS 电路的内部干扰源。
22
3. CMOS反相器的输入特性
由于信号从栅极输入， 输入电阻很大，又有一个小的寄生电容， 如果输入端没有保护电路， 输入端可能被静电感应充电至高压， 造成绝缘栅击穿，使器件永久损坏。 为避免造成栅极击穿， 实际的CMOS集成电路的每一个输入端都设有输入保
第3章 集成逻辑门电路
3.1 概述
逻辑门电路(门电路): 用来实现基本逻辑关系的电子电路 集成逻辑门电路: 将若干个逻辑门电路集成在一块半导体材料基片上
1
集成逻辑门电路有两种类型器件：
（1）由三极管组成的双极型集成电路
例如：晶体管-晶体管逻辑电路 （简称TTL：Transistor-Transistor Logic）
和增强型NMOS驱动管（TN） 串联组成
11
TP的开启电压VGS(th)P < 0 TN的开启电压VGS(th)N > 0 电路正常工作的条件： VDD >∣VGS(th)P∣+ VGS(th)N，
且VGS(th)N =∣VGS(th)P∣， TN和TP具有相同的导通电阻
Ron和截止电阻Roff。
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2．工作原理
当输入为低电平时： TN的VGSN = 0 v < VGS(th)N 管子截止。 TP的∣VGSP ∣= VDD 管子导通， 输出为高电平VOH vO =VOH≈VDD
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当输入为高电平VDD时
TN的VGSN = VDD >VGS(th)N， 管子导通。 TP的VGSP = 0 v > VGS(th)P 负载管截止。 输出为低电平VOL， vO =VOL≈0 v。
数电和模电知识点
数电和模电知识点模电复习资料第⼀章半导体⼆极管⼀.半导体的基础知识1.半导体---导电能⼒介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流⼦----带有正、负电荷的可移动的空⽳和电⼦统称为载流⼦。
5.杂质半导体--在本征半导体中掺⼊微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺⼊微量的三价元素（多⼦是空⽳，少⼦是电⼦）。
*N型半导体: 在本征半导体中掺⼊微量的五价元素（多⼦是电⼦，少⼦是空⽳）。
6. 杂质半导体的特性*载流⼦的浓度---多⼦浓度决定于杂质浓度，少⼦浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体⾃⾝的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，⼀种杂质半导体可以改型为另外⼀种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截⽌。
8. PN结的伏安特性⼆. 半导体⼆极管*单向导电性------正向导通，反向截⽌。
*⼆极管伏安特性----同ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。
3.分析⽅法------将⼆极管断开，分析⼆极管两端电位的⾼低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，⼆极管导通(短路);若 V阳1）图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态⼯作点Q。
2) 等效电路法直流等效电路法*总的解题⼿段----将⼆极管断开，分析⼆极管两端电位的⾼低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，⼆极管导通(短路);若 V阳*三种模型微变等效电路法三. 稳压⼆极管及其稳压电路*稳压⼆极管的特性---正常⼯作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压⼆极管在电路中要反向连接。
第⼆章三极管及其基本放⼤电路⼀. 三极管的结构、类型及特点1.类型---分为NPN和PNP两种。
模电第三章第一节
3.1 半导体的基本知识3.1.1半导体材料3.1.2半导体的共价键结构3.1.3本征半导体3.1.4杂质半导体3.1.1半导体材料根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。
典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。
3.1.2半导体的共价键结构硅晶体的空间排列＋4惯性核价电子Ge ＋32Si＋14原子核电子轨道价电子(a )(b )(c )图1.1半导体的原子结构示意图3.1.2半导体的共价键结构硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构由图可见，各原子间整齐而有规则地排列着，使每个原子的4个价电子不仅受所属原子核的吸引，而且还受相邻4个原子核的吸引，每一个价电子都为相邻原子核所共用，形成了稳定的共价键结构。
每个原子核最外层等效有8个价电子，由于价电3.1.3本征半导体本征半导体——化学成分纯净的半导体。
它在物理结构上呈单晶体形态。
空穴——共价键中的空位。
电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。
空穴的移动——空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次充填3.1.4杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。
掺入的杂质主要是三价或五价元素。
掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。
N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。
P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。
1. N型半导体因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。
在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。
提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质。
2. P型半导体因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。
在P型半导体中空穴是多数载流子，它主要由掺杂形成；自由电子是少数载流子，由热激发形成。
数字电子技术第三章1.pdf
G3 G2 G1 G0 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
自然二进制码至格雷码的转换
G3 = B3
GG12
= =
B3 B2
⊕ B2 ⊕ B1
G0 = B1 ⊕ B0
推广到一般，将n位自然二进制码转换成n位格
输出
Si Ci+1 00 10 10 01 10 01 01 11
全加器逻辑符号
Ci CI ∑
Si
Ai
Bi
CO
Ci+1
学生自己完成逻辑电路
例5：试将8421BCD码转换成余三BCD码。
（1）真值表
（2）卡诺图
B3BB12B0 00 01 11 10
00 0 0 0 0
01 0 1 1 1
11 ☓ ☓ ☓ ☓
BC A
00
01
11
10
00 0 0 1
10 1 1 1
BC A
00
01
11
10
00 0 0 1
10 1 1 1
两圈相切有险象
增加冗余圈克服险象
三、冒险现象的消除
1.增加冗余项
２. 增加选通信号
增加选通信号的方法比较简单，一 般无需增加电路元件，但选通信号必须 与输入信号维持严格的时间关系，因此 选通信号的产生并不容易。
6 0 110 1 001
7 0 111 1 010
8 1 000 1 011
9 1 001 1 100
10 1 0 1 0 ☓ ☓ ☓ ☓
11 1 0 1 1 ☓ ☓ ☓ ☓
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数电模电第三章
集成运算放大电路与分立元件电路比较具有：体积小、重量轻、耗电省、成本低、可靠性高等优点。
知识点一：反馈的概念，会判断反馈的类型（正反馈和负反馈，直流反馈和交流反馈，电压反馈和电流反馈，串联反馈和并联反馈）。
用经验法判断简便。
例题见书上91页
知识点二：反馈放大电路闭环增益的一般表达式，会进行深度反馈条件下闭环电压增益的近似计算，理解“虚短”和“虚断”的概念
例题见书上96页
知识点三：负反馈对放大电路性能的影响。
例题见书上97页例3-5
知识点四：理想集成运放及其分析方法，基本运算电路（比例运算电路，加减运算电路）。
例题见书上107-112页。