文档介绍：数字电路及数字系统设计课件全解
§ 概述
一、正逻辑与负逻辑
正逻辑：用高电平表示逻辑1，用低电平表示逻辑0
负逻辑：用低电平表示逻辑1，用高电平表示逻辑0
正负逻辑之间存在着简单的对偶关系，例如正逻辑与门等同于负逻辑或门等。
在数字系统的逻辑设计中，若采用NPN晶体管和NMOS管，电源电压是正值，一般采用正逻辑。若采用的是PNP管和PMOS管，电源电压为负值，则采用负逻辑比较方便。
今后除非特别说明，一律采用正逻辑。
第二章
二、数字系统中所用的为两值逻辑0和1，一般用高、低电平来表示，我们利用开关S获得高、低电平。如图1示：
VI控制开关S的断、通情况。
S断开，VO为高电平；
S接通，VO为低电平。
使用的实际开关为晶体二极管、三极管以及场效应管等电子器件。
逻辑电平
高电平VH：大于给定电平值的电压范围
输入高电平VIH
输出高电平VOH
低电平VL：小于给定电平值的电压范围
输入低电平VIL
输出低电平VOL
逻辑“0”和逻辑“1”对应的电压范围宽，因此在数字电路中，对电子元件、器件参数精度的要求及其电源的稳定度的要求比模拟电路要低
逻辑电平示意图
工艺分类
双极型门电路
MOS门电路
Bi-CMOS电路
基本逻辑门电路
与门、或门、非门
常用门电路
与门、或门、非门
与非门、或非门、与或非门、同或、异或
三、门电路概述
一、二极管伏安特性
IS----二极管的反向饱和电流；k----*10-23J/K；T----热力学温度；V----加到二极管两端的电压；q----*10-19C
半导体二极管和三极管的开关特性
半导体二极管开关特性
二、二极管等效电路
应用于二极管外电路电阻R值与其动态rD电阻等量级场合
应用于二极管电路输入电压V正向幅值与VON差别不大，且R>>rD的场合，数字电路属于此类
应用于二极管电路输入电压V正向峰值VPP>>VON，且R>>rD的场合
利用二极管的单项导电性，相当于一个受外加电压极性控制的开关。如图示：
假定：VIH=VCC,VIL=0
二极管D的正向电阻为0，反向电阻为
（在数字电路中，为便于分析，取单一值：硅管，锗管）
则当VI=VIH时，D截止，Vo=VOH=VCC
VI=VLH时，D导通，VO=VOL=0
导通条件及特点
条件：VD> 特点：相当于电压降的闭合开关
截止条件及特点
条件： VD< 特点：相当于完全断开的开关
三、二极管开关特性
四、二极管动态特性（存储电荷消散时间和结电容）
外加电压由反向突然变为正向时，要等到PN结内部建立起足够的电荷梯度后才开始有扩散电流形成，即浓度梯度建立产生的延迟
延迟时间由PN结正向动态结电容及其结电阻和外电路等效电阻形成的时间常数决定
外加电压由正向突然变为反向时，因PN结尚有一定数量的存储电荷，所以有较大的瞬态反向电流流过。随着存储电荷的消散，反向电流迅速衰减并趋近于稳态时的反向饱和电流
延迟时间由PN结动态反向结电容及其反向结电阻和外电路等效电阻形成的时间常数决定