F1-80C52CTMF-L16jc受到Rc的限制,它已不可能像放大区那样随着ic的增加而成比例地增加了,即认为集电极电流已达到饱和,对应的基极电流称为基极临界饱和电流J=s=uc/Rc, 而集电极电流称为集电极饱和电流rcs=ycc/Rc,此后:如果再增加基极电流,则饱和程度加深,但集基本上保持在rcs不再增加,集电极、发射极之间的该电压称为BJT的饱和压降ycEs,它也基本上不随j:增加而改变。

由于yc小很小,集电极回路中的c、e极之间近似于短路,相当于开关闭合一样,输出为低电平。BJT的这

态称为饱和导通。此时vE≥0.7和时集电结和发射结均处于正向3Ⅴ,则vc=0.4V,亦判断BJT工作在饱和状态种工作状态,即BJT饱的重要伊偏置,这是据NPN型BJT截止、放大、饱和三种工作状态的特点列于表3.2.1中,比较。

3.2.1 NPN型BJT截止、放大、饱和工作状态的特点

BJT的开关时间,BJT的开关过程是管子在饱和与截止两种状态之间的相互转换,也是内部电荷“建立”和“消散”的过程。因此,需要一定的时间才能完成。

当图3.2.1(a)所示开关电路的输入端加入一个数字脉冲信号,则输出电流ic和输出电压vo的变化均滞后于输人电压vI的变化,其波形分别如图3.2.2(b)和3.2.2(c)所示。为了对BJT开关的瞬态过程进行定量描述,通常引入延迟时间Jd、上升时间fr、存储时间us和下降时间Jf参数来表征。通常把un=id+tr称为开通时间,它反映了BJT从截止到饱和所需的时间,在这个过工作状态,发射结和集电结均为正偏,工作特点ic=rcs≈uo且不随Ju增加而增加ycEs≈0.2Ⅴ很小,约为数百欧,相当于开关闭合逻辑电路,放大截止J≈o发射结正偏,集电结反偏偏置情况ic≈ju,fc≈0,集电极电流ycEo≈ycc,管压降c、e间等效内阻很大,约为数百千欧,相当于开关断开.

TTL反相器的基本电路,由于基本BJT反相器的动态性能不理想,为改善其动态性能,增加若干元器件构成TTL反相器的基本电路,如图3.2.4所示。该电路由三部分组成,TI组成电路的输入级,T3、T4和二极管D组成输出级以及由T2组成的中间级作为输出级的驱动电路,将T2的单端输人信号vI2转换为互补的双端输出信号vI3和vI3, 以驱动T3和T4。

TTL反相器的工作原理,当输人vI=7IL=0.2Ⅴ时,T1的发射结导通,其基极电压为v1=yIL+yE1,uc(5V)=0.9V,该电压作用于T1的集电结和  图3.2.4 TTL反相器的基本电路T2、T3的发射结上,所以T2、T3都截止,而T4和D导通,输出为高电平,vo=yoH≈uc-7E4-7D=3.6V。

当输入vI=yIn=3.6Ⅴ时,uc通过Rbl和T1的集电结向T2、T3提供基极电流,使T1、T3饱和导通,此时v1=yc+E2+yE3=2.1V,使T1的发射结反向偏置,而集电结正向偏置。所以T1处于发射结和集电结倒置的放大状态。由于T2和T3饱和,使ub=uE s2+y=0.9v。该电压作用于T4的发射结和二极管D两个PN结上,显然T4和D均截止。T4和D截止,且T3饱和导通,使输出为低电平,vo=vc3=7cEs3=0.2Ⅴ。

上述电路实现了反相器的逻辑关系。输人级的作用是用来提高工作速度的。当电路的输人电压由高到低变化时,T1由倒置的放大状态转换为放大状态,使T2的电流加快,抽走多余的存储电荷而达到截止。T2的迅速截止一方面使T4的导通加快,另一方面使T3的截止加快,从而加快了状态转换。

采用推拉式输出级①以提高开关速度和带负载能力。输出级的两个管子总是一个导通而另一个截止,因此降低了静态功耗。当输出为低电平时,T4截止,T3饱和导通,其饱和电流全部用来驱动负载。当输出为高电平时,T3截止,由T4组成电压跟随器的输出电阻很小,因此带负载能力也较强。当输出端接有电容性负载时,T3或T4饱和导通电阻很低,对电容充、放电时间常数.

又称为带有源上拉hctivc pul1-up)电路或图腾柱(Totcm polC)输出级。

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