在数字电路中，一般用半导体二极管和三极管来模仿开关的导通和断开的状况，即运用了半导体二极管和三极管的开关效果。

1、半导体二级管的开关效果

因为半导体二极管具有单导游电性，即外加正电压时导通，外加反向电压时截止，所以半导体二极管恰当于一个受外加电压操控的开关。

如图1所示，当二极管两头加正向电压（见图1(a)），二级管导通，恰当于开封闭合（见图1(b)）；当二极管加反向电压（见图1(c)），二极管截止，恰当于开关断开（见图1(d)）。

因而，二极管在电路中体现为一个受外加电压ui操控的开关。当外加电压ui为一脉冲信号时，二极管将跟着脉冲电压的改动在“开”态与“关”态之间改换。这个改换进程即是二极管开关的动态特性。

用二极管替代图1的开关Ｓ，就能够得到图2所示的二极管开关电路。

图1 半导体二极管的开关特性	图2 半导体二极管开关电路

2、半导体三极管的开关效果

模仿电子技能中现已详细介绍了半导体三极管的构造、特性及电路剖析，这儿介绍的是半导体三极管在数字电路中的作业状况和作业特色。

用NPN型三极管替代图1中的开关Ｓ，就得到了图3所示的三极管开关电路。前面现已讲过双极性三极管有３种作业状况：截止状况、拓展状况和饱满状况。在模仿电路中，首要运用三极管的拓展状况作业，而在数字电路中，则是运用三极管的截止状况和饱满状况替换作业，完毕输出端高、低电平的改换。

图3 晶体管的底子开关电路

下面介绍如图3所示三极管开关电路中三极管完毕开关效果的作业进程。在共射级拓展电路中，三极管的输入特性曲线和输出特性曲线如图4所示。

图4(a) 输入特性曲线	图4(b) 输出特性曲线

当输入电压ui=0时，三极管的基极-发射极电压uBE=0。由图4(a)所示的输入特性曲线可知，此刻iB=0。由图5-1-6（b）所示的输出特性曲线可知，三极管处于截止状况，近似以为iC=0，故uo=VCC，输出高电平，恰当于开关断开，如图3所示。

一样的道理，当ui>uon时，iB>0，三极管的作业状况开端进入拓展区。跟着ui的增大，iB也跟着增大，三极管作业点Q沿着沟通负载线上移，当基极的电流iB增大到必定程度，三极管的作业点Q进入饱满区，三极管作业在饱满状况。此刻iC≈VCC /RC，uCE≈0，即输出电压uo≈0，输出低电平，恰当于开封闭合。

依据从前学过的常识可知，三极管处于饱满状况时三极管的基极电流为，故为使三极管处于饱满状况，开关电路输出低电平，有必要确保iB≥IBS。

综上所述，只需合理的挑选电路参数，确保当ui为低电往常，uBE<uon，三极管作业在截止状况，三极管的集电极和发射极之间恰当于开关断开，输出高电平；当ui为高电往常，iB≥IBS，三极管作业在饱满状况，三极管的集电极和发射极之间恰当于开封闭合，输出低电平。

3、MOS管的开关特性

用MOS管替代图中的开关S，就得到了图5所示的MOS管开关电路（以N沟道增强型MOS为例）。

当ui=uGS<uGS(th)(uGS(th)为MOS管的敞开电压)时，MOS管作业在截止区。只需负载电阻RD远远小于MOS管的截止内阻ROFF，输出电压即为高电平uo≈VCC。此刻MOS管的D-S间恰当于一个开关处于断开状况。

当ui=uGS>uGS(th)而且在uDS较高的状况下，MOS管作业在恒流区，跟着ui的添加iD添加，而uo降低。此刻MOS管作业在拓展状况。

当ui持续添加时，MOS管的导通内阻RON变得很小（一般在1KΩ以内），只需RD>>RON，则开关电路的输出端将为低电平uo≈0.此刻MOS管的D-S间恰当于一个开关处于闭合状况。

图5 MOS管底子开关电路

综上所述，只需电路参数挑选妥当，就能够做到输入为低电往常MOS管截止，开关电路输出高电平；输入高电往常MOS管导通，开关电路输出低电平。

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