2022-2023学年高二物理竞赛课件：双极型晶体管的开关特性

双极型晶体管的开关特性 双极型晶体管的开关特性 肖特基晶体管：抗饱和晶体管 抗饱和晶体管原理 肖特基晶体管符号 在晶体管的集电结上并联一个肖特基势垒二极管，以降低晶体管的饱和深度。 肖特基二极管由金属和半导体接触形成，正向压降00伏，没有电荷存储效应。 二极管逻辑门 二极管或门电路 输入： 高电平 5 V 低电平 0 V 输出： 高电平 4 V 低电平 0 V A B F L L L L H H H L H H H H 二极管或门输入和输出电平关系 二极管或门真值表 A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 F=A+B 二极管逻辑门 二极管电路的缺点 1. 输入/输出电平不一致. 2. 信号通过多级门电路时, 会导致电平偏离. 3. 带负载能力低. F=ABC 0V 1V V 0 0 0V 5V 5V 5V 晶体管反相器 晶体管反相器 反相器的工作原理 输入为脉冲信号 晶体管工作在开关状态 电路实现逻辑非功能 输入低电平0V时， Vb= -02V 输出高电平 12V 输入高电平3V时， Ib= 02mA， Ibs 0mA 输出低电平 0V 电路实现反相器的功能。 晶体管反相器 晶体管反相器 反相器的负载能力 负载就是反相器输出端所接的其它电路。 灌电流负载 (对反相器而言) 晶体管输出低电平 负载电流流入反相器 灌电流降低了饱和深度 拉电流负载 晶体管输出高电平 负载电流流出反相器 拉电流降低了输出电平 反相器带灌电流负载 18 Eq 晶体管反相器 灌电流负载 (对反相器而言) 当晶体管VT饱和时，输出低电平，灌电流IL流入集电极，集电极电流 IC=IRc+IL 其中： 三极管的饱和深度随着 IL 的增加而减小，当VT退出饱和时，VO将不再保持低电平。 灌电流负载能力是指三极管从饱和退到临界饱和时所允许灌入的最大负载电流ILMax。 Ib>Ibs 晶体管反相器 例如，输入高电平ViH＝3V时，基极电流Ib＝02mA，晶体管饱和。在临界饱和时，集电极电流: 为保证VT饱和，集电极电流的最大值为24mA. 反相器带灌电流负载 由于 RC越大，带灌电流负载的能力越强。 18 Eq IC=IRc+IL 晶体管反相器 反相器带拉电流负载 当反相器输入低电平时，晶体管截止，输出高电平，负载电流IL从反相器流出，形成拉电流。 流经电阻RC的电流分为两部分：一部分为流入钳位二极管的电流Ig，另一部分为流入负载的电流IL。 拉电流负载 (对反相器而言) 当负载电流IL增加时， Iq将减小。为保证输出高电平稳定，钳位二极管必须导通，极限情况为Ig ＝0。 Eq Eq 晶体管反相器 反相器带拉电流负载 流过负载RL的最大允许电流ILMax是Iq ＝0时的负载电流，即： 可见，RC越小，带拉电流负载的能力越强。 可见，RC越大，带灌电流负载的能力越强。 灌电流负载 TTL集成逻辑门 54系列：使用温度范围-55 +125 74系列：使用温度范围0 +70 早期的集成逻辑门采用的是二极管-三极管电路(DTL)，速度较低，以后发展成为晶体管-晶体管电路(TTL)。TTL系列分为标准系列和肖特基系列，目前广泛使用的是肖特基系列。 肖特基TTL：简称STTL 低功耗肖特基TTL：简称LSTTL 74LS00 TTL与非门的电路结构和工作原理 输入有一个为低电平 输出高电平 输入全部为高电平 输出低电平 实现与非逻辑功能 逻辑电平： 高电平 3V 低电平 0V 74H 系列TTL与非门电路 电路结构  Y A B C F 12 三级：T1... text has been truncated due to evaluation version limitation. $