傳感器與傳感電路技術(shù)課件 4.3 邏輯門信號發(fā)生電路

項目4紅外傳感器應(yīng)用電路設(shè)計或制作聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通紅外傳感電路紅外感應(yīng)干手器電路多諧振蕩電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通反相器（非門）輸入為1輸出為0，輸入為0輸出為1。CD4069六MOS反相器紅外傳感電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通4.3.1邏輯門多諧振蕩電路工作特性無輸入信號，輸出矩形脈沖序列，自激振蕩。電路由兩個反相器和電阻、電容構(gòu)成。電路的振蕩是靠電容器的充電和放電。剛上電時，如vO1為高電平，則vO為低電平，電容器C通過電阻R2充電，vI上升。當(dāng)vI上升到F1的閾值電壓時，F(xiàn)1導(dǎo)通，vO1輸出低電平，F(xiàn)2截止，vO輸出高電平。電容器通過電阻R2放電，反相器F1的輸入端電位vI下降。當(dāng)vI降低到F1的閾值電壓以下時，F(xiàn)1又截止，vO1輸出高電平，F(xiàn)2又導(dǎo)通，vO輸出低電平。如此循環(huán)，在輸出端vO輸出脈沖信號序列。4.3邏輯門信號發(fā)生電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通4.3.2MOS管簡介管腳及類型MOS是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MetalOxideSemiconductor）的縮寫。有三個電極，分別稱為柵極（G）、源極（S）、漏極（D）。按結(jié)構(gòu)MOS管可分為P溝道管即PMOS和N溝道管即NMOS。按原理有增強型和耗盡型。4.3邏輯門信號發(fā)生電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通4.3.2MOS管簡介增強型NMOS內(nèi)部結(jié)構(gòu)一塊低摻雜濃度的P型硅片襯底。兩個高摻雜的N+區(qū)。金屬鋁引出兩個電極為源極S和漏極D。硅片表面覆蓋一層很薄的二氧化硅（SiO2）絕緣層。SiO2上的一層金屬鋁為柵極G。襯底引出引線B，B通常在管內(nèi)與源極S相連接。4.3邏輯門信號發(fā)生電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通4.3.2MOS管簡介增強型NMOS工作原理uGS≤0時，管內(nèi)沒有導(dǎo)電溝道，MOS管截止。uGS＞0時，柵極下的二氧化硅中產(chǎn)生一個垂直指向P型襯底的電場。電場排斥柵極附近P型襯底的空穴，留下不能移動的負(fù)離子，同時吸引襯底中的電子。uGS增加，襯底表面的電子增多，當(dāng)uGS達(dá)到開啟電壓（一般為2~20V）時，電子在P型襯底表面形成一個N型薄層，即導(dǎo)電溝道。溝道形成后，在uDS的作用下，電流iD沿溝道從漏極流向源極，MOS管導(dǎo)通。導(dǎo)通條件為uGS≥UTH，UTH為開啟電壓。4.3邏輯門信號發(fā)生電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通4.3.2MOS管簡介增強型PMOS內(nèi)部結(jié)構(gòu)：N型硅作襯底，而漏極和源極從P+區(qū)引出。導(dǎo)通條件：

uGS<0,且

|uGS|>|UTH|。4.3邏輯門信號發(fā)生電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通4.3.2MOS管簡介特性與晶體管一樣，也具有開關(guān)特性和放大特性?？捎糜跇?gòu)成邏輯門、放大器及存儲器等。與晶體管相比，主要優(yōu)點：輸入電阻高?？梢种戚斎胄盘査p，適宜小電流、高精度、高靈敏度的檢測儀器。溫度穩(wěn)定性好，抗輻射能力強。適宜環(huán)境條件變化較大的場合。噪聲低。適宜穩(wěn)定性要求高的場合。工藝簡單，集成度高。適用于大中規(guī)模集成電路。4.3邏輯門信號發(fā)生電路MOS管靜態(tài)RAM電路MOS管反相器電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通4.3.2MOS管簡介管腳識別不同的封裝類型管腳布局可能不同。TO-92、TO-3P、TO-251等文字面向上從左至右為G-D-S。TO-252型文字面向上，左下順時針方向為G-D-S。管型檢測

用萬用表“R×10K”擋，測極間電阻：若將黑表筆接?xùn)艠O，紅表筆分別源極和漏極測得的電阻值小，則為PMOS。反之為NMOS。4.3邏輯門信號發(fā)生電路TO-3PGDSTO-92GDSTO-251GDSGDSTO-252聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通

4.3邏輯門信號發(fā)生電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通4.3.4邏輯門多諧振蕩電路工作原理：上電時如vO1為高電平，則vO為低電平。MOS管TN1和TP2截止，TN2和TP1導(dǎo)通。電容器C通過TP1、電阻R和TN2充電，vI上升。當(dāng)vI達(dá)到TN1的閾值電壓時，TN1導(dǎo)通vO1輸出低電平，TN2截止，TP2導(dǎo)通，vO輸出高電平。電容C通過TP2、電阻R和TN1放電（反向充電），vI下降。當(dāng)vI低于TN1閾值電壓時TN1截止，TP1導(dǎo)通，vO1輸出高電平，TN2再次導(dǎo)通，TP2再次截止，vO再次輸出低電平。4.3邏輯門信號發(fā)生電路聚集問題激活原知論證新知應(yīng)用練習(xí)融會貫通1.剛上電時，如vO1為低電平，則vO為

電平，電容器C通過電阻R2

電，vI

。當(dāng)vI

F1的

時，F(xiàn)1

，vO1輸出

電平，F(xiàn)2

，vO輸出

電平。電容器通過電阻R2

，反相器F1的輸入端電位vI

。當(dāng)vI

F1的

時，F(xiàn)1又

，vO1輸出

電平，F(xiàn)2又

，vO輸出

電平。如此循環(huán)，在輸出端vO輸出

信號序列。2.該電路是一個

電路，電路沒有輸入信號，是以

振蕩方式工作的。4.2.2555定時器典型應(yīng)用思考討論：1.圖示電路在vO1是高電平時，哪個MOS管是導(dǎo)