数字逻辑-第3章集成门电路与触发器.pptxVIP

数字逻辑主讲：廖丽娟教材：欧阳星明主编适用：太原理工大学现代科技学院计算机专业集成门电路与触发器 3 3.1 数字集成电路的分类 3.2 半导体器件的开关特性 3.3 逻辑门电路 3.4 触发器集成门电路与触发器 3 本章知识要点： ★　半导体器件的开关特性； ★　逻辑门电路的功能、外部特性及用法；★　触发器的功能、触发方式及外部特。数字集成电路的分类 3.1 　数字集成电路通常按照所用半导体器件的不同或者根据集成规模的大小进行分类。一. 根据所采用的半导体器件进行分类 　根据所采用的半导体器件，数字集成电路可以分为两大类。 1.双极型集成电路：采用双极型半导体器件作为元件。主要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、 集成度较低。 　2.单极型集成电路(又称为MOS集成电路)：采用金属-氧化物半导体场效应管(Metel Oxide Semiconductor Field Effect Transister)作为元件。主要特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低，但速度较慢。数字集成电路的分类 3.1 　双极型集成电路又可进一步可分为： 　TTL(Transistor Transistor Logic)电路； 　ECL(Emitter Coupled Logic)电路； 　I2L(Integrated Injection Logic)电路。　┊ 　TTL电路的“性能价格比”最佳，应用最广泛。　MOS集成电路又可进一步分为： 　PMOS( P-channel Metel Oxide Semiconductor)； 　NMOS(N-channel Metel Oxide Semiconductor)； 　CMOS(Complement Metal OxideSemiconductor)。 　┊ 　CMOS电路应用较普遍，因为它不但适用于通用逻电路的设计，而且综合性能最好 。数字集成电路的分类 3.1 二．根据集成电路规模的大小进行分类　通常根据一片集成电路芯片上包含的逻辑门个数或元件个数，分为 SSI 、MSI 、LSI 、VLSI。 　1. SSI (Small Scale Integration ) 小规模集成电路: 　逻辑门数小于10 门(或元件数小于100个)；　2. MSI (Medium Scale Integration ) 中规模集成电路: 　逻辑门数为10 门～99 门(或元件数100个～999个)；　3. LSI (Large Scale Integration ) 大规模集成电路: 　逻辑门数为100 门～9999 门(或元件数1000个～99999个)；　4. VLSI (Very Large Scale Integration) 超大规模集成电路: 　逻辑门数大于10000 门(或元件数大于100000个)。 SAK闭合）（断开断开）（闭合半导体器件的开关特性 3.2 　数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管等器件一般是以开关方式运用的，其工作状态相当于相当于开关的“接通”与“断开”。 理想开关的开关特性断开静态特性闭合开通时间：动态特性关断时间：普通开关：静态特性好，动态特性差半导体开关：静态特性较差，动态特性好几百万/秒~几千万/秒/mA正向导通区反向截止区P区N区--------0.700.5++++++++/V+-反向击穿区AK半导体器件的开关特性 3.2 3.2.1晶体二极管的开关特性一、静态特性AK阳极阴极PN结1. 外加正向电压(正偏)二极管导通(相当于开关闭合)2. 外加反向电压(反偏)二极管截止(相当于开关断开)≤半导体器件的开关特性 3.2 二、动态特性　二极管的动态特性是指二极管在导通与截止两种状态转换过程中的特性，它表现在完成两种状态之间的转换需要一定的时间。1. 原因二极管存在扩散电容和势垒电容2. 二极管的开关时间　反向恢复时间：二极管从正向导通到反向截止所需要的 时间称为反向恢复时间。 　开通时间：二极管从反向截止到正向导通的时间称为开通时间。collector集电极NP基极Nbaseemitter发射极半导体器件的开关特性 3.2 3.2.2 晶体三极管的开关特性一、静态特性(电流控制型)1. 结构、符号和典型开关电路(1) 结构(2) 符号ciBiC集电结b发射结eNPN+VCC (12V)Rc2 k?iC+uo?RbiB+?T3V2.3 k?uI-2V半导体器件的开关特性 3.2 （3）开关电路应用举例发射结反偏 T 截止发射结正偏T 导通放大还是饱和？+VCC +12VRc2 k?iC+uo?Rb+?iBT3V2.3 k?uI-2V≤半导体器件的开关特性 3.2 先假设工作在放大区：半导体器件的开关特性 3.2 二．动态特性