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課件27張PPT。第三章電子控制系統的信號處理1、晶體三極管的開關特性及其在數字電路中的應用第三節 數字集成電路　　在數字電路中，用電平的高和低來代表邏輯1和邏輯0。不同類型的邏輯電路，其高、低電子的電壓值有不同的界定規則。第三節 數字集成電路 分析非門開關電路的電壓輸出S合上時: U0=__
S斷開時: U0=__0UCC門電路的開關能不能使用機械開關？為什么？
不能
因為機械開關體積大、壽命短、操作不方便，而且速度低。在高速電子控制系統中，開關每秒要開合上億次，機械開關是無法勝任的。
必須使用電子開關，即用晶體管（晶體三極管）或MOS管（金屬氧化物半導體場效應管）做成的開關。認識晶體三極管e(發射極)C(集電極)基極b晶體三極管的開關特性 c
b

e RbIcIsRc第三節 數字集成電路試驗: 觀察晶體三極管的開關特性試驗過程:
按圖搭接電路。
1、將輸入端接地,用多用電表測量Rc的電壓Ur=__V,此時晶體三極管集電極的電流Ice__,三極管處于__狀態;Uce=__V,屬于__電平.3V2、將輸入端接3V電壓,用多用電表測量Rc的電壓Ur=__ V,此時晶體三極管集電極的電流Ice__ ,三極管處于__ 狀態;Uce= __ V,屬于 __ 電平.
3、把發光二極管接在CE兩極間，觀察發光二極管的發光情況。B0很小截止3高2.8很大導通0.2低開關接B時,二極管亮;開關接A時,二極管不亮晶體三極管存在截止和飽和兩種狀態:
飽和——開關閉合。
截止——開關斷開;
飽和：條件——
現象——
截止：條件——
現象——晶體三極管的開關特性輸入信號足夠大(高電平)；三極管流過的電流較大，集電極 與發射極之間的電壓只有0.2V左右(低電平)。輸入信號足夠小(低電平)；三極管沒有電流流過，集電極與發射極之間的電壓與電源電壓接近(高電平)。金屬氧化物半導體場效應晶體三極管（MOS管）也有三個極：
源極S、柵極G、漏極D。
源極相當于發射極，通常接地；
漏極相當于集電極，通常通過電阻接電源；
柵極相當于基極，用來控制漏極電流的大小。
普通晶體三極管是電流控制的器件，基極必須注入電流方能使三極管導通；
MOS管是電壓控制器件，在柵極與源極之間加適當的電壓就能使MOS管導通。　　MOS管在開關信號的作用下，也有導通和截止兩種狀態，因而也可做開關使用。場效應晶體三極管的開關效應第三節 數字集成電路二、常用數字集成電路的類型集成電路（integrated circuit）是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。小規模集成電路(SSI)：集成晶體管數在100個以內
中規模集成電路(MSI)：晶體管數在102~103個
大規模集成電路(LSI)：晶體管數在103~105個
超大規模集成電路(VLSI)：晶體管數在105~107個
特大規模集成電路(ULSI)：晶體管數在107~109
巨大規模集成電路(GSI)：晶體管數超過109個
一萬個以上門電路集成的又叫片上系統（SOC）
晶體管數——門電路數1、按集成度分可分為六類：快較大較小較慢較大較小CMOS管容易損壞，電源極性不能接反，焊接時要將烙鐵的電源切斷。2、按晶體管類型可分為二類：普通晶體管MOS管　　CMOS器件與TTL器件的邏輯電平和電路的輸出能力不一樣，因此兩種類型的集成電路通常不能在同一個電路中使用，如需同時使用，要在它們之間加上電平轉換電路。 　　TTL(晶體管—晶體管邏輯)是用普通晶體三極管構成的集成電路，與CMOS相比，其運行速度較快，允許負載流過的電流較大，但消耗功率較大。 　　CMOS(互補MOS電路)電路是用MOS管構成的集成電路，在工作時消耗的功率最低，但工作速度較TTL的低，允許負載流過的電流較TTL的小。　　數字集成電路TTL和CMOS管的特點常用邏輯門電路的型號常用TTL集成門電路芯片(1)集成與非門電路芯片
常用的TTL與非門集成電路芯片有7400、7410和7420等。7400是一種內部有四個兩輸入與非門的芯片，其引腳分配圖如圖1(a)所示；7410是—種內部有三個三輸入與非門的芯片，其引腳分配圖如圖1(b)所示；7420是-種內部有兩個四輸入與非門的芯片，其引腳分配圖如圖1(c)所示。圖中，Vcc為電源引腳，GND為接腳，NC為空腳。圖1與非門7400、7410和7420的引腳分配圖(2)集成或非門電路芯片
常用的TTL或非門集成電路芯片有2輸入4或非門7402等 。圖2給出了7402的引腳分配圖。圖2或非門7402的引腳分配圖(3)集成非門電路芯片
常用的TTL非門集成電路芯片有六反相器7404等。圖3所示為7404的引腳分配圖。圖3非門7404的引腳分配圖(4)集成與或非門電路芯片
常用的TTL與或門集成電路芯片有7451等。7451是一個雙2x2與或非門芯片，其引腳排列圖如圖4所示圖4與或非門7451的引腳排列圖(5)集成異或門電路芯片
常用的TTL異或門集成電路芯片有四異或門7486等。7486的引腳排列圖如圖5所示。圖5異或門7486的引腳排列圖(6)集成與門、或門電路芯片
常用的TTL與門集成電路芯片有2輸入四與門7408、3輸入三與門741 1等。7411的引腳排列圖如圖6(a》所示。常用的TTL或門集成電路芯片有2輸入四或門7432等。7432的引腳排列圖如圖6(b)所示。圖6與門741 1和或門7432的引腳排列圖邏輯門電路符號圖（非門、與門、與非門、或門、異或門）馬上行動　　在電路試驗板上測量TTL非門CT74LS04和CMOS非門CC4069的輸出電平值，并填入下表。3.7V5V0.2V0V第三節 數字集成電路小資料第三節 數字集成電路　　請在電路試驗板上搭接圖所示電路，其中，VA、VB、VC、VD分別是CC4011中的四個與非門。VA和VB組成單穩態觸發器，當光線變暗，使RG的數值大到一定程度時，從10腳會出現一個寬度(持續時間)一定的高電平，其持續時間tw約為0.7C1·R1。VC、VD組成多諧振蕩器，在2腳為高電平時，多諧振蕩器將產生周期性矩形波，其周期約等于1.4C2·R3。
　　用手遮一下光敏電阻RG(MG4)，聽蜂鳴器嗚叫的聲音，記錄嗚叫持續的時間。
　　討論：該電路有何用途?第三節 數字集成電路

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