第1節(jié) 雙極型晶體管的開關(guān)特性及簡單門

1、第1節(jié)雙極型晶體管的開關(guān)特性及簡雙極型晶體管的開關(guān)特性及簡單門單門所有數(shù)字集成電路都是由晶體二極管、晶體三極管和場效應(yīng)管組成的。它們大部分工作在導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于開關(guān)的“接通”和“斷開”，因此被稱為電子開關(guān)。電子開關(guān)較機(jī)械開關(guān)具有速度高、可靠程度高、無抖動(dòng)、功耗低、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。本節(jié)將討論雙極型晶體管的開關(guān)特性。一、晶體二極管的開關(guān)特性在數(shù)字電路中，晶體二極管（以下簡稱二極管）常工作于開關(guān)狀態(tài)，在數(shù)字信號(hào)作用下，它時(shí)而導(dǎo)通，時(shí)而

2、截止，相當(dāng)于開關(guān)的“閉合”與“斷開”。研究二極管的開關(guān)特性，就是要分析它在什幺條件下導(dǎo)通，什幺條件下截止，既要分析其靜態(tài)開關(guān)特性，也要分析它在導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換過程，即分析其動(dòng)態(tài)開關(guān)特性。1二極管靜態(tài)開關(guān)特性（1）二極管正向?qū)〞r(shí)的特點(diǎn)及導(dǎo)通條件以硅二極管為例，當(dāng)外加正向電壓使二極管承受一定的正向偏置時(shí)，二極管正向?qū)?，其電壓、電流正方向如圖22所示。圖23為二極管的伏—安特性曲線，它是二極管電流與兩端電壓的關(guān)系曲線。圖22二

3、極管開關(guān)電路圖23二極管伏—安特性曲線（未按比例畫出）當(dāng)二極管外加正向電壓≥時(shí)，二極管導(dǎo)通，此后，隨著外加電壓增大，電流按指數(shù)規(guī)律變化。VON是二極管的門檻（閾值、開啟）電壓，硅管約為0.5V，鍺管約為0.1V。≥時(shí)，特性趨于直線，VD基本不隨電流變壓波形如圖26（a）時(shí)，理想開關(guān)的輸出電流波形如圖26（b）所示。實(shí)際的輸出波形如圖26（c）所示。圖26二極管開關(guān)的過渡過程（a）輸入電壓波形；（b）理想過渡過程；（c）實(shí)際過渡過程。由圖

4、26可見，在時(shí)刻，二極管從正向偏置突變?yōu)榉聪蚱?，由于二極管存在結(jié)電容且在導(dǎo)通后充電，因此二極管在由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變到截止的過程中，在二極管內(nèi)產(chǎn)生了很大的反向電流，二極管才進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。是二極管從導(dǎo)通到截止所需的時(shí)間，稱為反向恢復(fù)時(shí)間。小功率開關(guān)管的一般為納秒數(shù)量級(jí)。反向恢復(fù)時(shí)間對二極管開關(guān)動(dòng)態(tài)特性有很大影響。若二極管兩端輸入電壓的頻率過高，以至輸入負(fù)電壓的持續(xù)時(shí)間小于它的反向恢復(fù)時(shí)間時(shí)，二極管將失去其單向?qū)щ娦?。?dāng)然，二極管從截止到導(dǎo)通也是需