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會員注冊數(shù)字電路中的晶體二極管、晶體三極管（簡稱BJT）和MOS管等器件一般是以開關(guān)方式運用的。研究這些器件的開關(guān)特性時，除了要研究它們在導通與截止兩種狀態(tài)下的靜止特性外，還要分析它們在導通和截止狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變過程，即動態(tài)特性。
一、晶體二極管的開關(guān)特性
1．靜態(tài)特性
二極管的靜態(tài)特性表現(xiàn)為：正向?qū)ǎㄍ饧?IMG align=absMiddle src="/jichu/UploadFiles_6678/201611/20161103194152254.gif" width=392 height=233>電壓vD＞門檻電壓VTH，一般鍺管約0.3V，硅管約0.7V），相當于開關(guān)閉合；反向截止（外加電壓vD＜門檻電壓VTH），相當于開關(guān)斷開。圖給出了一個硅二極管電路和對應的靜態(tài)特性曲線。
2．動態(tài)特性
二極管的動態(tài)特性是指二極管在導通與截止兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的特性。由于晶體管內(nèi)部電荷的“建立”和“消散”都需要一個過程，所以完成兩種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換需要一定的時間。通常把二極管從正向?qū)ǖ椒聪蚪刂顾枰臅r間稱為反向恢復時間，而把二極管從反向截止到正向?qū)ǖ臅r間稱為開通時間。相比之下，開通時間很短，一般可以忽略不計。因此，影響二極管開關(guān)速度的主要因素是反向恢復時間：
反向恢復時間tre＝存儲時間ts＋渡越時間tt
二、晶體三極管（BJT）的開關(guān)特性
1．靜態(tài)特性
晶體三極管（BJT）由集電結(jié)和發(fā)射結(jié)兩個PN結(jié)構(gòu)成。根據(jù)兩個PN結(jié)的偏置極性，三極管有截止、放大、飽和3種工作狀態(tài)。通過輸入電壓vI對基極電壓加以控制，可使三極管工作在截止、放大、飽和3種工作狀態(tài)。在數(shù)字電路中，三極管被作為開關(guān)元件工作在飽和與截止兩種狀態(tài)，相當于一個由基極信號控制的無觸點開關(guān)，其作用對應于觸點開關(guān)的“閉合”與“斷開”。
截止狀態(tài)：當輸入電壓vI小于晶體管閾值電壓VTH時，晶體管工作在截止狀態(tài)，此時，晶體三極管類似于開關(guān)斷開。
飽和狀態(tài): 當輸入電壓vI大于某一數(shù)值，使得晶體管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正偏時，晶體管工作在飽和狀態(tài)，此時，晶體三極管類似于開關(guān)接通。
圖2給出了一個簡單的NPN晶體三極管共射極開關(guān)電路和對應的輸出特性曲線。
圖2
2．動態(tài)特性
晶體三極管在飽和與截止兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中具有的特性稱為三極管的動態(tài)特性。三極管和二極管一樣，管子內(nèi)部也存在著電荷的建立與消失過程。因此，飽和與截止兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換也需要一定的時間才能完成。晶體三極管動態(tài)特性通常用“開通時間”和“關(guān)閉時間”衡量。
開通時間: 指三極管從截止到飽和導通所需要的時間，記為tON。
開通時間tON＝延遲時間td＋上升時間tr
關(guān)閉時間: 指三極管從飽和導通到截止所需要的時間，記為tOFF。
| 關(guān)閉時間tOFF＝存儲時間ts＋下降時間tf |
三、MOS管的開關(guān)特性
MOS集成電路的基本元件是MOS管。MOS管是一種電壓控制器件，它的3個電極分別稱為柵極(G)、漏極（D）和源極（S），由柵極電壓控制漏源電流。MOS管根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可分為P型溝道MOS管和N型溝道MOS管兩種，每種又可按其工作特性進一步分為增強型和耗盡型兩類。
1．靜態(tài)特性
MOS管作為開關(guān)應用時，同樣是交替工作在截止與飽和兩種工作狀態(tài)。
N溝道增強型MOS管的開關(guān)特性為：當柵源電壓vGS＜開啟電壓VTN時，管子工作在截止狀態(tài)，類似于開關(guān)斷開；當柵源電壓vGS＞開啟電壓VTN（大約在1～2V之間），且漏源電壓加大到一定程度，滿足vDS≥vGS-VTN時，管子工作在飽和狀態(tài)，類似于開關(guān)接通。
P溝道增強型MOS管與N型溝道增強型MOS管所不同的是，其工作電壓vGS和vDS均為負電壓，開啟電壓VTP一般大約在-2.5～-1.0V之間。
2．動態(tài)特性
MOS管在導通與截止兩種狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時同樣存在過渡過程，但其動態(tài)特性主要取決于與電路有關(guān)的電容充、放電所需的時間，而MOS管內(nèi)部電荷“建立”和“消散”的時間很短。
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