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运放和门电路

发布时间:2021-02-26 05:08:03

㈠ 什么是门电路和单级放大器

【门电路】用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路。常用的门电路在逻辑功能上有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。
凡是对脉冲通路上的脉冲起着开关作用的电子线路就叫做门电路,是基本的逻辑电路。门电路可以有一个或多个输入端,但只有一个输出端。门电路的各输入端所加的脉冲信号只有满足一定的条件时,“门”才打开,即才有脉冲信号输出。从逻辑学上讲,输入端满足一定的条件是“原因”,有信号输出是“结果”,门电路的作用是实现某种因果关系──逻辑关系。所以门电路是一种逻辑电路。基本的逻辑关系有三种:与逻辑、或逻辑、非逻辑。与此相对应,基本的门电路有与门、或门、非门。
【单级放大器】又称为单管放大器,是由一只电子管或晶体管及外围电路组成的音频信号或功率放大器。可以把信号放大。三极管在实际的放大电路中使用时还需要加合适的偏置电路。
由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。
如果事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化就会被放大并在集电极上输出。如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。
放大表面看来是将信号的幅度由小增大,但是放大电路本身并不能放大能量,实际上负载得到的能量来自于放大电路的供电电源,放大的本质是实现能量的控制,放大电路的作用只不过是控制了电源的能量,放大输出后的信号形态及变化规律要和输入的信号要保持一致,不能失真。由于输入信号的能量过于微弱,不足以推动负载,因此需要另外提供一个能源,由能量较小的输入信号控制这个能源,使之输出较大的能量然后推动负载,这种小能量对大能量的控制作用就是放大作用的本质。

㈡ 400分求问问题,谁能讲讲比较器,运放,门电路,要详细详细详细,我有图纸。

首先说门电路:
门电路主要是数字逻辑电路里面的基本单元。有 与门 非门 和或门 这三个基本内门容。这个就像颜色的三原色一样。。各种各样的逻辑电路都是由上面三个基本电路组成。

运放和比较器
两个大同小异,都可以理解成开环增益很大很大的放大器。打个比方,就像一个放大系数为无穷大的三极管一样,只不过这个放大器如果要工作在运放的状态下就必须接上负反馈,使得放大比例可以控制,而比较器则不需要。。大则输出正电源,小则输出负电源

当然上面都是简单说明....

㈢ 我是菜鸟 这个电路中图中央是门电路,还是放大器,我该怎样去理解求大神

从这个局部图看到的是由集成运放组成的放大器。由于输出与反相输入端直接连接,属于电压全反馈,所以电路为电压跟随器。

㈣ 门电路与运算放大器的区别

门电路是输入输出标准ttl数字信号
运算放大输入输出模拟信号

㈤ 门电路工作原理

第五节 CMOS逻辑门电路
http://www.fjtu.com.cn/fjnu/courseware/0321/course/_source/web/lesson/char2/j6.htm 看看把

CMOS逻辑门电路是在TTL电路问世之后 ,所开发出的第二种广泛应用的数字集成器件,从发展趋势来看,由于制造工艺的改进,CMOS电路的性能有可能超越TTL而成为占主导地位的逻辑器件 。CMOS电路的工作速度可与TTL相比较,而它的功耗和抗干扰能力则远优于TTL。此外,几乎所有的超大规模存储器件 ,以及PLD器件都采用CMOS艺制造,且费用较低。
早期生产的CMOS门电路为4000系列 ,随后发展为4000B系列。当前与TTL兼容的CMO器件如74HCT系列等可与TTL器件交换使用。下面首先讨论CMOS反相器,然后介绍其他CMO逻辑门电路。

MOS管结构图

MOS管主要参数:

1.开启电压VT
·开启电压(又称阈值电压):使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压;
·标准的N沟道MOS管,VT约为3~6V;
·通过工艺上的改进,可以使MOS管的VT值降到2~3V。

2. 直流输入电阻RGS
·即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比
·这一特性有时以流过栅极的栅流表示
·MOS管的RGS可以很容易地超过1010Ω。

3. 漏源击穿电压BVDS
·在VGS=0(增强型)的条件下 ,在增加漏源电压过程中使ID开始剧增时的VDS称为漏源击穿电压BVDS
·ID剧增的原因有下列两个方面:
(1)漏极附近耗尽层的雪崩击穿
(2)漏源极间的穿通击穿
·有些MOS管中,其沟道长度较短,不断增加VDS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区,使沟道长度为零,即产生漏源间的穿通,穿通后
,源区中的多数载流子,将直接受耗尽层电场的吸引,到达漏区,产生大的ID

4. 栅源击穿电压BVGS
·在增加栅源电压过程中,使栅极电流IG由零开始剧增时的VGS,称为栅源击穿电压BVGS。

5. 低频跨导gm
·在VDS为某一固定数值的条件下 ,漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压微变量之比称为跨导
·gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力
·是表征MOS管放大能力的一个重要参数
·一般在十分之几至几mA/V的范围内

6. 导通电阻RON
·导通电阻RON说明了VDS对ID的影响 ,是漏极特性某一点切线的斜率的倒数
·在饱和区,ID几乎不随VDS改变,RON的数值很大 ,一般在几十千欧到几百千欧之间
·由于在数字电路中 ,MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态下,所以这时的导通电阻RON可用原点的RON来近似
·对一般的MOS管而言,RON的数值在几百欧以内

7. 极间电容
·三个电极之间都存在着极间电容:栅源电容CGS 、栅漏电容CGD和漏源电容CDS
·CGS和CGD约为1~3pF
·CDS约在0.1~1pF之间

8. 低频噪声系数NF
·噪声是由管子内部载流子运动的不规则性所引起的
·由于它的存在,就使一个放大器即便在没有信号输人时,在输 出端也出现不规则的电压或电流变化
·噪声性能的大小通常用噪声系数NF来表示,它的单位为分贝(dB)
·这个数值越小,代表管子所产生的噪声越小
·低频噪声系数是在低频范围内测出的噪声系数
·场效应管的噪声系数约为几个分贝,它比双极性三极管的要小

一、CMOS反相器

由本书模拟部分已知,MOSFET有P沟道和N沟道两种,每种中又有耗尽型和增强型两类。由N沟道和P沟道两种MOSFET组成的电路称为互补MOS或CMOS电路。
下图表示CMOS反相器电路,由两只增强型MOSFET组成,其中一个为N沟道结构,另一个为P沟道结构。为了电路能正常工作,要求电源电压VDD大于两个管子的开启电压的绝对值之和,即
VDD>(VTN+|VTP|) 。

1.工作原理

首先考虑两种极限情况:当vI处于逻辑0时 ,相应的电压近似为0V;而当vI处于逻辑1时,相应的电压近似为VDD。假设在两种情况下N沟道管 TN为工作管P沟道管TP为负载管。但是,由于电路是互补对称的,这种假设可以是任意的,相反的情况亦将导致相同的结果。
下图分析了当vI=VDD时的工作情况。在TN的输出特性iD—vDS(vGSN=VDD)(注意vDSN=vO)上 ,叠加一条负载线,它是负载管TP在 vSGP=0V时的输出特性iD-vSD。由于vSGP<VT(VTN=|VTP|=VT),负载曲线几乎是一条与横轴重合的水平线。两条曲线的交点即工作点。显然,这时的输出电压vOL≈0V(典型值<10mV ,而通过两管的电流接近于零。这就是说,电路的功耗很小(微瓦量级)

下图分析了另一种极限情况,此时对应于vI=0V。此时工作管TN在vGSN=0的情况下运用,其输出特性iD-vDS几乎与横轴重合 ,负载曲线是负载管TP在vsGP=VDD时的输出特性iD-vDS。由图可知,工作点决定了VO=VOH≈VDD;通过两器件的电流接近零值 。可见上述两种极限情况下的功耗都很低。

由此可知,基本CMOS反相器近似于一理想的逻辑单元,其输出电压接近于零或+VDD,而功耗几乎为零。

2.传输特性

下图为CMOS反相器的传输特性图。图中VDD=10V,VTN=|VTP|=VT=
2V。由于 VDD>(VTN+|VTP|),因此,当VDD-|VTP|>vI>VTN 时,TN和TP两管同时导通。考虑到电路是互补对称的,一器件可将另一器件视为它的漏极负载。还应注意到,器件在放大区(饱和区)呈现恒流特性,两器件之一可当作高阻值的负载。因此,在过渡区域,传输特性变化比较急剧。两管在VI=VDD/2处转换状态。

3.工作速度

CMOS反相器在电容负载情况下,它的开通时间与关闭时间是相等的,这是因为电路具有互补对称的性质。下图表示当vI=0V时 ,TN截止,TP导通,由VDD通过TP向负载电容CL充电的情况。由于CMOS反相器中,两管的gm值均设计得较大,其导通电阻较小,充电回路的时间常数较小。类似地,亦可分析电容CL的放电过程。CMOS反相器的平均传输延迟时间约为10ns。

二、CMOS门电路

1.与非门电路

下图是2输入端CMOS与非门电路,其中包括两个串联的N沟道增强型MOS管和两个并联的P沟道增强型MOS管。每个输入端连到一个N沟道和一个P沟道MOS管的栅极。当输入端A、B中只要有一个为低电平时,就会使与它相连的NMOS管截止,与它相连的PMOS管导通,输出为高电平;仅当A、B全为高电平时,才会使两个串联的NMOS管都导通,使两个并联的PMOS管都截止,输出为低电平。

因此,这种电路具有与非的逻辑功能,即
n个输入端的与非门必须有n个NMOS管串联和n个PMOS管并联。

2.或非门电路

下图是2输入端CMOS或非门电路。其中包括两个并联的N沟道增强型MOS管和两个串联的P沟道增强型MOS管。

当输入端A、B中只要有一个为高电平时,就会使与它相连的NMOS管导通,与它相连的PMOS管截止,输出为低电平;仅当A、B全为低电平时,两个并联NMOS管都截止,两个串联的PMOS管都导通,输出为高电平。
因此,这种电路具有或非的逻辑功能,其逻辑表达式为

显然,n个输入端的或非门必须有n个NMOS管并联和n个PMOS管并联。
比较CMOS与非门和或非门可知,与非门的工作管是彼此串联的,其输出电压随管子个数的增加而增加;或非门则相反,工作管彼此并联,对输出电压不致有明显的影响。因而或非门用得较多。

3.异或门电路

上图为CMOS异或门电路。它由一级或非门和一级与或非门组成。或非门的输出。而与或非门的输出L即为输入A、B的异或

如在异或门的后面增加一级反相器就构成异或非门,由于具有的功能,因而称为同或门。异成门和同或门的逻辑符号如下图所示。

三、BiCMOS门电路

双极型CMOS或BiCMOS的特点在于,利用了双极型器件的速度快和MOSFET的功耗低两方面的优势,因而这种逻辑门电路受到用户的重视


1.BiCMOS反相器

上图表示基本的BiCMOS反相器电路,为了清楚起见,MOSFET用符号M表示BJT用T表示。T1和T2构成推拉式输出级。而Mp、MN、M1、M2所组成的输入级与基本的CMOS反相器很相似。输入信号vI同时作用于MP和MN的栅极。当vI为高电压时MN导通而MP截止;而当vI为低电压时,情况则相反,Mp导通,MN截止。当输出端接有同类BiCMOS门电路时,输出级能提供足够大的电流为电容性负载充电。同理,已充电的电容负载也能迅速地通过T2放电。
上述电路中T1和T2的基区存储电荷亦可通过M1和M2释放,以加快
电路的开关速度。当vI为高电压时M1导通,T1基区的存储电荷迅速消散。这种作用与TTL门电路的输入级中T1类似。同理 ,当vI为低电压时,电源电压VDD通过MP以激励M2使M2导通,显然T2基区的存储电荷通过M2而消散。可见,门电路的开关速度可得到改善。

2.BiCMOS门电路

根据前述的CMOS门电路的结构和工作原理,同样可以用BiCMOS技术实现或非门和与非门。如果要实现或非逻辑关系,输入信号用来驱动并联的N沟道MOSFET,而P沟道MOSFET则彼此串联。正如下图所示的
2输入端或非门。

当A和B均为低电平时,则两个MOSFET MPA和MPB均导通,T1导通而MNA和MNB均截止,输出L为高电平。与此同时,M1通过MPA和MpB被VDD所激励,从而为T2的基区存储电荷提供一条释放通路。
另一方面,当两输入端A和B中之一为高电平时 ,则MpA和MpB的通路被断开,并且MNA或MNB导通,将使输出端为低电平。同时,M1A或M1B为T1的基极存储电荷提供一条释放道路。因此 ,只要有一个输入端接高电平,输出即为低电平。

四、CMOS传输门

MOSFET的输出特性在原点附近呈线性对称关系,因而它们常用作模拟开关。模拟开关广泛地用于取样——保持电路、斩波电路、模数和数模转换电路等。下面着重介绍CMOS传输门。

所谓传输门(TG)就是一种传输模拟信号的模拟开关。CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOSFET并联而成,如上图所示。TP和TN是结构对称的器件,它们的漏极和源极是可互换的。设它们的开启电压|VT|=2V且输入模拟信号的变化范围为-5V到+5V 。为使衬底与漏源极之间的PN结任何时刻都不致正偏 ,故TP的衬底接+5V电压,而TN的衬底接-5V电压 。两管的栅极由互补的信号电压(+5V和-5V)来控制,分别用C和表示。
传输门的工作情况如下:当C端接低电压-5V时TN的栅压即为-5V,vI取-5V到+5V范围内的任意值时,TN均不导通。同时,TP的栅压为+5V
,TP亦不导通。可见,当C端接低电压时,开关是断开的。
为使开关接通,可将C端接高电压+5V。此时TN的栅压为+5V ,vI在-5V到+3V的范围内,TN导通。同时TP的棚压为-5V ,vI在-3V到+5V的范围内TP将导通。
由上分析可知,当vI<-3V时,仅有TN导通,而当vI>+3V时,仅有TP导通当vI在-3V到+3V的范围内,TN和TP两管均导通。进一步分析
还可看到,一管导通的程度愈深,另一管的导通程度则相应地减小。换句话说,当一管的导通电阻减小,则另一管的导通电阻就增加。由于两管系并联运行,可近似地认为开关的导通电阻近似为一常数。这是CMOS传输出门的优点。
在正常工作时,模拟开关的导通电阻值约为数百欧,当它与输入阻抗为兆欧级的运放串接时,可以忽略不计。
CMOS传输门除了作为传输模拟信号的开关之外,也可作为各种逻辑电路的基本单元电路。

㈥ 一般什么地方要用到运放电路

几乎什么地方都用得到的,运放是一个不起眼,却是最有用的小东东,信号放大,功率放大,比较电路版权,运算电路,控制电路.......运放,无处不在.说到实际的运用,就是功放了,比如LM1875,LM3886,TDA2030.......了,这是专门用在功放的运放IC,音频信号放大,如NE5532,AD827....这是小信号放大的,还有LM324,LM358,741,TLC2272这一类控制专用IC,还有高精度,低噪声的运放,OP07....多了去了

㈦ LM324反相放大电路能相当于非门使用吗

LM324是模拟电路的4运放,接成反向放大电路可以在一般情况下实现你所说的非门。。但是还有有些专问题需要属考虑的,比如说运放的放大增益需要你自己调节,输出信号的幅度会有变化,而且最重要的就是运放的延迟时间比起非门来说那不是一般的长了。我建议你数字电路还是使用数字电路专用的器件,如果想实现非门的作用还要提升电平幅值,你就直接用类似ULN2003这样的I/O驱动芯片即可,还有问题的话。你可以继续提问。

㈧ 下面这个运放电路是与门还是或门UC3845.

这个既不是与门,也不是或门,这是运算放大器,运算放大器是模拟电路,与门、或门是数字电路,是两种不同的电路,数字电路工作在开关状态,运放工作在放大状态。你最好报名电子学习班学习。

㈨ 如何一眼分辨出是集成放大器还是集成门电路

实物可以通过型号区别,逻辑电路的型号一般由74、54、CD4xxx开头。图形符号更简单,看输入端,有+-符号的就是集成运放了。

㈩ LM358门电路运放问题

你的431是提供基准电压做反馈么,我估计你的三极管有问题,像8050的管子最多才几百mA.看样子你是用版431做可调电源嘞,那权么的话建议用lm317试试!
还有双电源供电的话,不需要地,一个正一个负就可以类,接法正接芯片的正,负接芯片的地!

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