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数字电路(4)门电路(三)

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tpgf|  楼主 | 2020-12-3 10:46 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]一、双极性三极管的开关特性1、双极性三极管结构

有NPN和PNP两种,工作时有电子和空穴两种载流子参与导电,此类三极管就称为双极性三极管(Bipolar Junction Transistor,简称BJT)。

2、输入输出特性

输入特性指的是输入电流与输入电压之间的关系,Von是开启电压,一般硅管0.5-0.7V,锗三极管0.2~0.3V


把CE看作输出,输出特性指是Vce和Ic的关系,共有三个工作区。

放大区:Ic随Ib成正比的变化,几乎不受Vce变化影响。电流放大系数B=Ic/Ib,一般三极管B值在几十到几百;
饱和区:Ic不再更随Ib的变化而变化,趋于饱和,硅三极管饱和区的Vce约0.6~0.7V;
截止区:Ic几乎为0,只有极小的反向穿透电流Iceo流过,一般1uA以下;

3、三极管基本开关电路

Vi=0,三极管截止,Vo≈Vcc;
Vi=1,三极管导通,Vo=0;Ib=(Vi-Von)/Rb,Vo=Vce=Vcc-IcRc=Vcc-BIbRc

4、三极管开关电路等效电路

很简单啊,电路缺点:输入高电平时,Vcc会全部加在Rc上,导致功耗大;输入低电平时,三极管截止,输出的电阻很大(等于Rc)

5、动态开关特性

Ic的变化滞后于Vi的变化,所以Vo的变化滞后于Vi的变化,在高速开关电路中,我们就需要考虑这个滞后特性。

二、TTL反相器1、电路结构和工作原理

A=0,T1导通,T2截止,T4导通,T5截止,Y=1
A=1,T1截止,T2导通,T4截止,T5导通,Y=0;其中需要注意,在A=1,也就是Vi=3.4V时,T1刚开始是导通的,因为B电压大于E电压,所以集电极电压为3.4V,3.4V会使T2和T5都导通,T2和T5导通后,T2和T5的BE电压都为0.7V,会将T1的集电极电压钳位在1.4V,所以T1的基极会钳位在2.1V,不会是4.1V,这就和T2和T5导通矛盾了,T1的基极2.1V,相当于T1的BC之间的PN结正偏(集电极正偏),因为基极2.1V,发射极3.4V,所以最后T1截止了。

2、电压传输特性

1、AB段,Vi很小,T1导通,T2截止,T5截止,T4导通,所以Vo是高电平,Vo的值等于VCC减去(落在R2上的电压+T4的Vbe+D2的导通压降),所以在3.4V左右;
2、BC段,0.7<Vi<1.3V,所以T2导通,T5截止。T2工作在放大区,随着Vi的增加,Vc2和Vo线性的下降;
3、CD段,输入电压升高至1.4V,T2和T5都会导通,T4截止,Vo变为0;

3、输入端噪声容限

同CMOS反相器一样,TTL反相器也有噪声容限,也很好理解。

4、静态输入特性和输出特性输入特性
  • 1

输入特性指的是输入电流和输入电压之间的关系。

输出特性
  • 1

高电平输出特性

Vo=RL*Vcc/(RL+Ron),在RL减小(负载电流增大)时,Vo会减小。


低电平输出特性

Vo=Ron*Vcc/(Ron+RL),负载电流增大,也就是RL减小,Vol会升高。

输入端负载特性
  • 1

Vi=Rp*(Vcc-Vbe)/(R1+Rp),将分子分母同时除以Rp,我们发现,随着Rp增大,Vi也会增大,当Vi增大到1.4V时,be2和be5同时导通,T1的基极会被钳位在2.1V,Vi也就不变了。

三、其他的TTL门电路1、TTL与非门

T1是双发射极的三极管。(A=B=0)/(A=0,B=1)/(A=1,B=0),T2和T5都是截止,Y=1;A=B=1时,T2和T5导通,Y=0;


下图是多发射极三极管的等效电路。

2、集电极开路(OC门)

OC门可以参考CMOS中的OD门,其实是一个道理。


两个OC门的输出直接相连也可以组成线与结构。

3、三态输出(TS门)

EN=1,P=1,二极管D不通,Y=(AB)’
EN=0,P=0,T2和T5会截止,同时二极管D导通,T4的基极电压被钳位在0.7V,T4截止,此时Y是高阻态。
综上:EN=1时,电路正常工作,称EN控制端高电平有效。







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沙发
xyz549040622| | 2020-12-21 22:24 | 只看该作者
支持下谢谢分享!

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