(五)【数电】(门电路)基本概念| 半导体二极管/三极管门电路|MOS管
【数电专栏】
文章目录
- A 逻辑门电路的基本概念
- B 半导体二极管门电路
- B.a 半导体二极管的开关特性
- B.b 二极管的开关等效电路
- B.c 二极管与门
- B.d 二极管或门
- C 半导体三极管
- C MOS管
- C.a MOS管的结构
- C.b MOS管的输入特性和输出特性
A 逻辑门电路的基本概念
“1”为高电平,“0”为低电平,则为正逻辑,反之为负逻辑;我们从图1可以看到,高低电平对应的不是一个电压点,而是对应一段电压允许范围的阈值。
这里的开关就是马上要介绍的各种半导体二极管,三极管,MOS管的受输入电压信号、v-i控制的模拟的电子开关。
如果输入信号使得开关闭合,这时相当于输出信号直接接地,输出低电平0;相反地,如果断开,VoV_oVo相当于接到VCCV_{CC}VCC,输出高电平。
缺陷:开关有一定的电阻,闭合时输出电压不是0而是VCCRS\frac{V_{CC}}{R_S}RSVCC。(静态功耗)
改进:
S1和S2S_1和S_2S1和S2互补,一个导通,另一个则断开。总有一个开关断开,保证电路电流几乎没有。
B 半导体二极管门电路
半导体二极管
只要输入的电压满足导通电压,那么剩下的电压就会在RLR_LRL的两端i=Ui−UonRLi=\frac{U_i-U_{on}}{R_L}i=RLUi−Uon。
反向恢复时间:某一时刻,由高点平跳到低电平,由于PN结还积聚了一定的电荷,所以会产生一个反向电流,再衰减到0。
B.a 半导体二极管的开关特性
由于半导体二极管具有单向导电性,即外加正向电压时导通,外加反向电压时截止,所以它相当于一个受外加电压极性控制的开关。
B.b 二极管的开关等效电路
(a)外电路等效电源和等效电阻都很小,二
极管正向导通压降和电阻都不能忽略
(b)当二极管的正向导通电压和外加电压相 比不能忽略,内阻和外接电阻相比可以忽略
(c)当二极管是理想导通开关,即外加电压
是正向导通电压的数量级,那么二极管的正
向导通压降和内阻均可忽略
在数电中,使用(b),即不计二极管导通的内阻,保留导通压降。
B.c 二极管与门
电流永远是走电势落差最大的支路和阻抗最小的支路。AB中低电平的就会导通。
B.d 二极管或门
二极管与门、或门存在的问题
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