一, 二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程,
通常把二极管从正向导通转为反向截止所经过的转
换过程称为反向恢复过程 。 其中 ts称为存储时间,
tt称为渡越时间, tre=ts+tt称为反向恢复时间 。 由
于反向恢复时间的存在, 使二极管的开关速度受到
限制
第二章 逻辑门电路
§ 2.1二极管的开关特性
图 2.1.1 二极管的开关特性
（ a）电路
（ b)输入电压
（ c）二极管电流
二、产生反向恢复过程的原因 -----电荷存储
二极管在开关转换过程中出现的反向恢复过
程，实质上是由于电荷存储效应所引起的，反向恢
复时间就是存储电荷消失所需要的时间。一般开关
二极管的反向恢复时间在纳秒（ ns）数量级。
三、二极管的开通时间：
1,开通时间：二极管从截止转为正向导通所需的时
间 。 这个时间同反向恢复时间相比是很短的, 它对
开关速度的影响很小, 可忽略不计 。
图 2.1.2 二极管中存储电荷的分布
(a)示意图
P区 势垒区 N区
(b)浓度分布图
LN LP
P区中电子
浓度分布
N区中电子
浓度分布
图 2.1.3存储电荷形成 iR
P区 势垒区 N区
§ 2.2 BJT的开关特性
一,BJT的开关作用：
BJT相当于一个由基极电流所控制的无触点开关，
BJT截止时相当于开关“断开”，而饱和时相当于
开关“闭合”。
二,BJT的开关时间：
开通时间和关闭时间总称为 BJT的开关时间。（几
十至几百纳秒
1,BJT的开关时间参数
2、开通时间 ton(=td+tr)就是建立基区电荷时间。
关闭时间 toff(=ts+tf)就是存储电荷消散的时间。
(a)输入电压波形
图 2.2.3 开关电路的图形
(b)输出电压波形
（ a）
（ b）
§ 2.3基本逻辑门电路
一, 二极管, 与门, 及, 或门, 电路
1,与门电路：
2,或门电路：
二, 非门电路 （ BJT） 反相器：
对于饱和型反相器来说, 输入信号必须满足条
件：逻辑 0,v1< V1逻辑 1,v2< V2
图 2.3.1 二极管与门
(a)电路
（ b）逻辑符号
输入 输出
A B C L
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
表 2.3.2 与逻辑真值表
图 2.3.2二极管或门
（ a）电路 （ b）逻辑符号
图 2.3.3 基本 BJT反相器
（ a）电路
（ b）传输特性
（ c）代表符号
§ 2.4 TTL逻辑门电路
一、基本的 BJT反相器的动态性能。
二,TTL反相器的基本电路。
1,TTL反相器的工作原理。
2、采用输入级以提高工作速度。
3、采用推拉式输出级以提高开关速度和带负
载能力。
三,TTL反相器的传输特性：
1、传输特性是 V0=f（ V1）的关系曲线。
四,TTL与非门电路：
五,TTL与非门的技术参数：
图 2.4.2 TTL反相器的基本电路
（负载门）
（驱动门）
IL
OL
OL I
IN ?
（负载门）
（驱动门）
IH
OM
OH I
IN ?
3）拉电流工作情况：在输出为高电平时的扇出数,
4）通常基本的 TTL门电路其扇出数约为 10，而性
能更好的门电路的扇出数最高可达 30~50。
4、扇入与扇出数：
1） TTL门电路的扇入数取决于它的输入端的个数。
2）灌电流工作情况：在输出为低电平的情况下，扇出
数,
1、传输特性。
2、输入 和输出的高、低电压。
3、噪声容限：表示门电路的抗干扰能力。
6、功耗：静态：指的是当电路没有状
态转换时的功耗。动态：只发生在状态
转换的瞬间，或电路中有电容性负载时。
5、传输延迟时间：是表征门电路开
关速度的参数。门电路在输入脉冲波形
的作用下，其输出波形相对于输入波形
延迟了多长的时间。
8,TTL集成门电路的封装,
7、延时一功耗积,DP=tpdPD,
tpd=(tPLH+tPHL)/2用平均传输延迟时间，
tPLH---由低电平转换到高电平所花的时
间,tPHL--由高电平转换到低电平所经历的
时间,pD---门电路的功耗,一个逻辑门器件的
DP的值愈小,表明它的特性愈接近于理想情
况
七,改进型 TTL门电路 ---抗饱和 TTL电路,
在饱和时,发射结和集电结都处在正向偏置,集
电结正向偏置电压越大,则表明饱和程度越深,
1)TTL或非门,
2)集电极开路门,3)三态与非门 (TSL)
三态与非门,它的输出除了具有一般与非门的两种
状态,即输出电阻较小的高低电平状态外,还具有高
输出电阻的第三状态称为高阻态 (禁止态 ).
六,TTL或非门,集电极开路门和三
态门电路,
(a) 外封装图
图 2.4.9 14脚数字集成电路
双列直插塑料封装
金属引脚
(b)四个 2输入端与非门 引脚分布图
八,比较
§ 2.6CMOS逻辑门电路
一,CMOS反相器,
1.工作原理,基本 CMOS反相器近似于一理想的逻辑单
元,其输出电压接近于零或 +VDD,而功耗几乎为零,
2.传输特性,
3.工作速度,
二,CMOS门电路,
1.与非门电路,2.或非门电路,3.异或门电路,
双极型 CMOS或 BiCMOS的特点,速度快,功耗低,
1.BiCMOS反相器,
2.BiCMOS门电路,
3.CMOS传输门 (TG:Transmission Gate).就是
一种传输模拟信号的模拟开关,
四,CMOS逻辑门电路的技术参数
三,BiCMOS门电路
或非门的工作管理都是并联的,增加管子的个数,
输出低电平基本稳定,在整体电路设计中较为方
便,因而 NMOS门电路是以或非门为基础的,主要
用于大规模集成电路,
§ 2.7NMOS逻辑门电路
一,正负逻辑的规定,
1.正逻辑体制,高电平 H=1,低电平 L=0.
2.负逻辑体制,高电平 H=0,低电平 L=1.
二,正负逻辑的等效变换,与非 或非 ;与
或 ;非 非,
§ 2.8正负逻辑问题
一,各种门电路之间的接口问题,
§ 2.9逻辑门电路使用中的几个
实际问题
1.三个条件,1)驱动器件必须能对负载器件
提供灌电流最大值,NOL(低电平输出时的扇
出数 ):
（负载门）
（驱动门）
IL
OL
OL I
IN ?
（负载门）
（驱动门）
IH
OM
OH I
IN ?
2)驱动器件必须对负载器件提供足够大
的拉电流 NOH.
3)驱动器件的输出电压必须处在负载器
件所要求的输入电压范围,包括高低电
压值,
2.CMOS门驱动 TTL门,
1.用门电路直接驱动显示器件,
二,门电路带负载时的接口电路,
2.机电性负载接口,
3.TTL门驱动 CMOS门,
三,抗干扰措施,
1.多余输入端的处理措施,对多余输入端的处理
以不改变电路工作状态及稳定可靠为原则,
2.去耦合滤波器,通常是用 10~100uF的大电容器
与直流电源并联以滤除不需的频率成分,除此以外,
对于每一集成芯片还加接 0.1uF的电容器,以滤除开
关噪声,
3.接地和安装工艺,
