电子技术基础第七章课件.ppt
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- 电子技术 基础 第七 课件
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1、第七章 数字电路基础 一、数字电路及其特点(1)既具算术运算功能,又具有逻辑运算功能数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础,使用二进制数字信号,既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算。(2)实现简单,可靠性很高以二进制作为基础的数字电路,可靠性非常强。(3)集成度高,功能容易实现集成度高,体积小,功耗低是数字电路的突出优点。第一节概述二、数字电路的分类(1)按组成结构划分可分为分立元件电路和集成电路两大类。(2)按电路所用器件划分数字电路又可分为双极型和单极型电路。(3)根据电路逻辑功能划分数字电路又可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。第一节概述第二节二极管与晶体管的开关特性 一、二极管的开
2、关特性1.开关作用第二节二极管与晶体管的开关特性图7-1二极管等效电路a)正向偏置时b)反向偏置时 2.反向恢复时间第二节二极管与晶体管的开关特性图7-2二极管由正向导通转换为反向截止a)输入电压b)二极管电流 1.开关作用图7-3晶体管的开关作用第二节二极管与晶体管的开关特性 二、晶体管的开关特性图7-4晶体管的开关工作状态第二节二极管与晶体管的开关特性(1)放大状态发射结为正向偏置,对于硅管Ube0.50.7V,对于锗管Ube0.10.3V,集电结为反向偏置,Ic=Ib,Uce=Ec-IcRc。(2)饱和状态发射结和集电结都处于正向偏置。(3)截止状态发射结和集电结都处于反向偏置。第二节二
3、极管与晶体管的开关特性 2.晶体管的开关时间图7-5晶体管的开关时间a)电路b)波形第二节二极管与晶体管的开关特性(1)延迟时间td是指从正脉冲加入到集电极电流ic上升到0.1Ics所需的时间。(2)上升时间tr是指集电极电流ic从0.1Ics上升到0.9Ics所需的时间。(3)存储时间ts是指由输入信号下降到Ub1到集电极电流ic下降到0.9Ics所需的时间。(4)下降时间tf是指集电极电流ic从0.9Ics下降到0.1Ics所需的时间。第二节二极管与晶体管的开关特性 3.利用加速电容缩短开关时间图7-6加速电容的作用a)电路b)等效电路第二节二极管与晶体管的开关特性 一、逻辑电路中的几个规
4、定1.逻辑状态的规定2.正逻辑和负逻辑的规定3.标准高电平与低电平的规定第三节逻辑门电路二、基本逻辑门 1.与门第三节逻辑门电路图7-7与逻辑关系电路(1)与逻辑若决定某一件事的所有条件都具备,则这件事就发生;只要有一个条件不具备,这件事就不发生。表7-1与逻辑真值表(2)二极管与门电路最简单的与门电路可以由电阻和二极管组成,如图7-8所示。第三节逻辑门电路1.与门图7-8二极管与门电路及其符号第三节逻辑门电路1.与门1)两个输入端A、B均处于低电平0V时,二极管VD1、VD2受正向电压作用而导通,如忽略二极管正向压降,则输出端Z的电平被钳位于0V。2)若输入端A为高电平+3V,B端为低电平0
5、V时,由于VD2两端的电位差较大而优先导通,因此Z点电平被钳位于0V,这时VD1受反向电压作用而截止,输出端Z的电平仍为0V。3)如果B端为高电平+3V,A端为低电平0V,则输出端Z的电平也是低电平0V。4)如果A、B端都是高电平+3V,VD1、VD2同时导通,则输出电压为高电平+3V。第三节逻辑门电路表7-2与门电位分析表7-3与逻辑真值表第三节逻辑门电路图7-9与门控制原理及波形图第三节逻辑门电路表7-4二极管与门真值表第三节逻辑门电路 2.或门(1)或逻辑若决定某一事件的诸条件中只要有一个或一个以上条件具备,这件事就发生,否则就不发生。图7-10或逻辑关系电路第三节逻辑门电路(2)二极管
6、或门电路最简单的或门电路可以由二极管和电阻组成,如图7-11所示。表7-5或逻辑真值表图7-11二极管或门电路及其符号第三节逻辑门电路1)两个输入端A、B都处在低电平0V,由于二极管的负极是经过电阻R与电源负极相连接,二极管正极(输入端)虽为低电平,但仍高于它的负极电位,因此两个二极管VD1、VD2同时正向导通,输出端Z的电平也是0V。2)当A端电是电平+3V,B端仍是低电平0V时,由于二极管VD1两端电位差最大而优先导通,因此Z点电位被钳制在+3V,二极管VD2反向截止,输出电压为+3V。3)当B端是高电平+3V,A端是低电平0V时,输出也是+3V。4)输入端A、B都是高电平+3V,二极管V
7、D1、VD2都导通,输出也是+3V。第三节逻辑门电路表7-6或门电位分析表7-7或逻辑真值表第三节逻辑门电路图7-12或门的工作波形第三节逻辑门电路3.非门(1)非逻辑某事件的发生取决于某个条件的否定,即某条件成立,这件事不发生;某条件不成立,这件事反而发生。图7-13非逻辑关系电路第三节逻辑门电路表7-8非逻辑真值表(2)晶体管非门电路晶体管的集电极输出电位与基极的输入电位相反,当晶体管工作在截止和饱和状态时,晶体管便构成反相器。第三节逻辑门电路图7-14非门电路及其符号第三节逻辑门电路 1.晶体管与非门图7-15与非门电路及其符号第三节逻辑门电路 三、复合逻辑门表7-9与非门真值表 2.晶
8、体管或非门图7-16或非门电路及其符号a)电路b)符号第三节逻辑门电路表7-10或非门真值表 3.与或非门图7-17与或非门电路及符号a)电路b)符号第三节逻辑门电路 4.异或门图7-18异或门第三节逻辑门电路 5.同或门图7-19同或门第三节逻辑门电路 1.最简单的TTL与非门(1)电路结构如图7-20所示,它是由多发射极晶体管V1与电阻R1串联组成的与门电路和由电阻R2与晶体管V2构成的非门电路所组成。图7-20最简单的TTL与非门第三节逻辑门电路 四、TTL集成逻辑门图7-21用等效二极管表示多发射极晶体管的PN结第三节逻辑门电路(2)工作原理2.典型的TTL与非门(1)电路结构如图7-
9、22所示,该电路由五只晶体管组成,整个电路分为与门级、分相级和输出级三部分。图7-22典型的TTL与非门a)电路b)逻辑符号第三节逻辑门电路(2)工作原理1)当输入端有低电平(0.3V)时,V1基极电位被钳制在0.3V+0.7V=1V左右,所以V2、V5处于截止状态。2)当输入端全为高电平(3.6V)时,V1基极电位被钳制在0.7V+0.7V+0.7V=2.1V,V1的三个发射结都处于反向偏置而截止。第三节逻辑门电路五、CMOS逻辑门1.CMOS非门2.CMOS与非门第三节逻辑门电路图7-23CMOS非门 3.CMOS或非门图7-24CMOS与非门第三节逻辑门电路图7-25CMOS或非门 一、
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