第1節(jié) 雙極型晶體管的開關特性及簡單門

1、第1節(jié)雙極型晶體管的開關特性及簡雙極型晶體管的開關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管組成的。它們大部分工作在導通和截止狀態(tài)，相當于開關的“接通”和“斷開”，因此被稱為電子開關。電子開關較機械開關具有速度高、可靠程度高、無抖動、功耗低、體積小等諸多優(yōu)點。本節(jié)將討論雙極型晶體管的開關特性。一、晶體二極管的開關特性在數(shù)字電路中，晶體二極管（以下簡稱二極管）常工作于開關狀態(tài)，在數(shù)字信號作用下，它時而導通，時而

2、截止，相當于開關的“閉合”與“斷開”。研究二極管的開關特性，就是要分析它在什幺條件下導通，什幺條件下截止，既要分析其靜態(tài)開關特性，也要分析它在導通與截止兩種狀態(tài)之間的轉換過程，即分析其動態(tài)開關特性。1二極管靜態(tài)開關特性（1）二極管正向導通時的特點及導通條件以硅二極管為例，當外加正向電壓使二極管承受一定的正向偏置時，二極管正向導通，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系曲線。圖22二

3、極管開關電路圖23二極管伏—安特性曲線（未按比例畫出）當二極管外加正向電壓≥時，二極管導通，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，特性趨于直線，VD基本不隨電流變壓波形如圖26（a）時，理想開關的輸出電流波形如圖26（b）所示。實際的輸出波形如圖26（c）所示。圖26二極管開關的過渡過程（a）輸入電壓波形；（b）理想過渡過程；（c）實際過渡過程。由圖

4、26可見，在時刻，二極管從正向偏置突變?yōu)榉聪蚱?，由于二極管存在結電容且在導通后充電，因此二極管在由導通轉變到截止的過程中，在二極管內產生了很大的反向電流，二極管才進入截止狀態(tài)。是二極管從導通到截止所需的時間，稱為反向恢復時間。小功率開關管的一般為納秒數(shù)量級。反向恢復時間對二極管開關動態(tài)特性有很大影響。若二極管兩端輸入電壓的頻率過高，以至輸入負電壓的持續(xù)時間小于它的反向恢復時間時，二極管將失去其單向導電性。當然，二極管從截止到導通也是需