2.1.1理想開關的開關特性一、靜態特性①斷開②閉合SAK2.1半導體二極管、三極管和MOS管的開關特性2.1.1理想開關的開關特性SAK2.1半導體二極管、三極管和MOS管的開關特性二、動態特性①開通時間：②關斷時間：閉合）（斷開斷開）（閉合普通開關：靜態特性好，動態特性差半導體開關：靜態特性較差，動態特性好幾百萬/秒幾千萬/秒2.1.2半導體二極管的開關特性一、靜態特性①外加正向電壓(正偏)二極管導通(相當于開關閉合)②外加反向電壓(反偏)二極管截止(相當于開關斷開)硅二極管伏安特性陰極A陽極KPN結-AK+P區N區++++++++--------正向導通區反向截止區反向擊穿區0.50.7/mA/V01.結構示意圖、符號和伏安特性二、動態特性1.二極管的電容效應結電容C

j擴散電容CD2.二極管的開關時間電容效應使二極管的通斷需要一段延遲時間才能完成tt00(反向恢復時間)≤ton—開通時間toff—關斷時間一、靜態特性NPN2.1.3半導體三極管的開關特性發射結集電結發射極emitter基極base集電極collectorbiBiCec(電流控制型)1.結構、符號和輸入、輸出特性NNP(Transistor)(1)結構示意圖和符號(2)輸入特性(3)輸出特性iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAiB=0024684321放大區截止區飽和區0uBE

/ViB

/μA發射結正偏

條件電流關系狀態放大i

C=

iB集電結反偏飽和

iC

＜

iB兩個結正偏I

CS=

IBS臨界截止iB≈0,iC≈0兩個結反偏飽和導通條件：+RcRb+VCC

+12V+uoiBiCTuI3V-2V2k2.3k≤因為所以二、動態特性3-2t00.9ICS0.1ICSt030.3t02.1.4MOS管的開關特性(電壓控制型)MOS（Mental–Oxide–Semiconductor）

金屬–

氧化物–

半導體場效應管一、靜態特性1.結構和特性：(1)N溝道柵極

G漏極

DB源極

S3V4V5VuGS=6ViD/mA42643210uGS/ViD/mA43210246810uDS/V可變電阻區恒流區UTNiD開啟電壓UTN=2V+-uGS+-uDS襯底漏極特性轉移特性uDS=6V截止區2.MOS管的開關作用：(1)N溝道增強型MOS管+VDD+10VRD20kBGDSuIuO+VDD+10VRD20kGDSuIuO開啟電壓UTN=2ViD+VDD+10VRD20kGDSuIuORONRD(2)P溝道增強型MOS管-VDD-10VRD20kBGDSuIuO-VDD-10VRD20kGDSuIuO-VDD-10VRD20kGDSuIuO開啟電壓UTP=-2ViD二、動態特性1.MOS管極間電容柵源電容C

GS柵漏電容CGD在數字電路中，這些電容的充、放電過程會制約MOS管的動態特性，即開關速度。漏源電容CDS1~3pF0.1~1pF一、門電路的概念實現基本邏輯運算和常用復合邏輯運算的電子電路與或非與非或非異或與或非概述與門或門非門與非門或非門異或門與或非門二、邏輯變量與兩狀態開關低電平高電平斷開閉合高電平3V低電平0V二值邏輯:所有邏輯變量只有兩種取值(1或0)。數字電路:通過電子開關S的兩種狀態(開或關)獲得高、低電平，用來表示1或0。3V3V邏輯狀態1001S可由二極管、三極管或MOS管實現三、高、低電平與正、負邏輯負邏輯正邏輯0V5V2.4V0.8V高電平和低電平是兩個不同的可以截然區別開來的電壓范圍。010V5V2.4V0.8V10五、數字集成電路的集成度一塊芯片中含有等效邏輯門或元器件的個數小規模集成電路SSI(SmallScaleIntegration)<10門/片或<100元器件/片中規模集成電路MSI(MediumScaleIntegration)10~99門/片或100~999元器件/片大規模集成電路LSI

(LargeScaleIntegration)

100~9999門/片或1000~99999元器件/片超大規模集成電路VLSI(VeryLargeScaleIntegration)>10000門/片或>100000元器件/片uYuAuBR0D2D1+VCC+10V2.2分立元器件門電路2.2.1二極管與門和或門一、二極管與門3V0V符號:與門（ANDgate)ABY&0V0VUD=0.7V0V3V3V0V3V3V真值表ABY000110110001Y=AB電壓關系表uA/VuB/VuY/VD1D200033033導通導通0.7導通截止0.7截止導通0.7導通導通3.7二、二極管或門uY/V3V0V符號:或門（ORgate)ABY≥10V0VUD=0.7V0V3V3V0V3V3VuYuAuBROD2D1-VSS-10V真值表ABY000110110111電壓關系表uA/VuB/VD1D200033033導通導通-0.7截止導通2.3導通截止2.3導通導通2.3Y=A+B一、半導體三極管非門T截止T導通2.2.2三極管非門（反相器）飽和導通條件:+VCC+5V1kRcRbT+-+-uIuO4.3kβ=30iBiCT飽和因為所以電壓關系表uI/VuO/V0550.3真值表0110AY符號函數式+VCC+5V1k