門電路和組合邏輯電路jhlee文檔ppt12.1脈沖信號12.2基本門電路12.3邏輯代數基礎12.4組合邏輯電路的分析與設計12.1脈沖信號模擬信號：隨時間連續變化的信號模擬信號數字信號電子電路中的信號12.1.1.模擬信號正弦波信號t三角波信號t

處理模擬信號的電路稱為模擬電路。如整流電路、放大電路等，注重研究的是輸入和輸出信號間的大小及相位關系。

在模擬電路中，三極管通常工作在放大區。12.1.2.脈沖信號

是一種躍變信號，并且持續時間短暫。尖頂波t矩形波t12.2基本門電路

UiUoKUccRK開輸出高電平K閉輸出低電平輸入信號控制開關狀態可用二極管和三極管代替12.2.1晶體管的開關作用R12.2.1晶體管的開關作用（1）二極管的開關特性導通截止相當于開關斷開相當于開關閉合S3V0VSRRD3V0V（2）三極管的開關特性飽和截止3V0VuO0相當于開關斷開相當于開關閉合uOUCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V0V

邏輯門電路是數字電路中最基本的邏輯元件。

所謂門就是一種開關，它能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過。門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關系(因果關系)，所以門電路又稱為邏輯門電路。12.2.2邏輯門電路的基本概念基本邏輯關系為“與”、“或”、“非”三種。220V+-設：開關斷開、燈不亮用邏輯“0”表示，開關閉合、燈亮用邏輯“1”表示。邏輯表達式：

Y=A?B1.“與”邏輯關系“與”邏輯關系是指當決定某事件的條件全部具備時，該事件才發生。000101110100ABYBYA狀態表動態分析（交流通路、電壓放大倍數、輸入和輸出電阻計算公式）有“1”出“1”，全“0”出“0”(1)A+AB=A二極管“與”門電路(2)A(A+B)=A邏輯代數（又稱布爾代數），它是分析設計邏輯電路的數學工具。二極管“或”門電路電工學(少學時)電子部分總結4組合邏輯電路的分析與設計所謂門就是一種開關，它能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過。101014組合邏輯電路的分析與設計二極管“或”門電路4組合邏輯電路的分析與設計如整流電路、放大電路等，注重研究的是輸入和輸出信號間的大小及相位關系。晶體管交流小信號模型（輸入電阻計算公式）2、根據真值表寫邏輯表達式模擬信號：隨時間連續變化的信號組合邏輯電路：任何時刻電路的輸出狀態只取決于該時刻的輸入狀態，而與該時刻以前的電路狀態無關。邏輯代數的基本運算法則BY220VA+-2.“或”邏輯關系

“或”邏輯關系是指當決定某事件的條件之一具備時，該事件就發生。邏輯表達式：

Y=A+B真值表000111110110ABY3.“非”邏輯關系“非”邏輯關系是否定或相反的意思。邏輯表達式：Y=A狀態表101AY0Y220VA+-R由電子電路實現邏輯運算時，它的輸入和輸出信號都是用電位（或稱電平）的高低表示的。高電平和低電平都不是一個固定的數值，而是有一定的變化范圍。12.2.3分立元件邏輯門電路門電路是用以實現邏輯關系的電子電路，與前面所講過的基本邏輯關系相對應。門電路主要有：與門、或門、非門、與非門、或非門等。門電路的概念電平的高低一般用“1”和“0”兩種狀態區別，若規定高電平為“1”，低電平為“0”則稱為正邏輯。反之則稱為負邏輯。若無特殊說明，均采用正邏輯。100VUCC高電平低電平1.

二極管“與”門電路（1）電路（2）工作原理輸入A、B、C全為高電平“1”，輸出Y為“1”。輸入A、B、C不全為“1”，輸出Y為“0”。0V0V0V0V0V3V+U12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC“與”門邏輯狀態表0V3V（3）邏輯關系：“與”邏輯即：有“0”出“0”，全“1”出“1”Y=ABC邏輯表達式：

邏輯符號：&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC“與”門邏輯狀態表1.

二極管“與”門電路2.二極管“或”門電路（1）電路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或”門邏輯狀態表3V3VU-12VRDADCABYDBC（2）工作原理輸入A、B、C全為低電平“0”，輸出Y為“0”。輸入A、B、C有一個為“1”，輸出Y為“1”。2.二極管“或”門電路（3）邏輯關系：“或”邏輯即：有“1”出“1”，全“0”出“0”Y=A+B+C邏輯表達式：邏輯符號：ABYC>100000011101111011001011101011111ABYC“或”門邏輯狀態表3.晶體管“非”門電路+UCC-UBBARKRBRCYT10截止飽和邏輯表達式：Y=A“0”10“1”“0”“1”AY“非”門邏輯狀態表邏輯符號1AY1.“與非”門電路有“0”出“1”，全“1”出“0”“與”門&ABCY&ABC“與非”門00010011101111011001011101011110ABYC“與非”門邏輯狀態表Y=ABC邏輯表達式：1Y“非”門12.2.4基本邏輯門電路的組合CMOS“與非”門電路＋UDDT3T2AYT1BT4NMOS晶體管兩管串聯驅動管PMOS晶體管兩管并聯負載管入“異”出“0”，入“同”出“1”“與非”門邏輯狀態表CMOS“與非”門電路(1)A+AB=A如整流電路、放大電路等，注重研究的是輸入和輸出信號間的大小及相位關系。高電平和低電平都不是一個固定的數值，而是有一定的變化范圍。工作點的確定：（IB;UBE;IC;UCE)確定方法（圖解法和計算法）1、由輸入變量開始，逐級推導各門電路輸出“或”邏輯關系是指當決定某事件的條件之一具備時，該事件就發生。高電平和低電平都不是一個固定的數值，而是有一定的變化范圍。工作點的確定：（IB;UBE;IC;UCE)確定方法（圖解法和計算法）(1)A+AB=A這里“0”和“1”并不表示數量的大小，而是表示兩種相互對立的邏輯狀態。CMOS“與非”門電路控制端為高電平時，與門、與非門開門主要性能指標：電壓放大倍數；是一種躍變信號，并且持續時間短暫。可用二極管和三極管代替電工學(少學時)電子部分總結模擬信號：隨時間連續變化的信號A＝1YB＝1導通電阻很低截止電阻很高＝0CMOS“與非”門電路＋UDDT3T4T2T1A＝0B＝1截止電阻很高導通電阻很低＝1CMOS“與非”門電路＋UDDT3T4T2T1Y2.“或非”門電路有“1”出“0”，全“0”出“1”1Y“非”門00010010101011001000011001001110ABYC“或非”門邏輯狀態表“或”門ABC>1“或非”門YABC>1Y=A+B+C邏輯表達式：A＝0B＝1導通截止Y＝0CMOS“或非”門電路＋UDDT3T2T1T4例1：根據輸入波形畫出輸出波形ABY1有“0”出“0”，全“1”出“1”有“1”出“1”，全“0”出“0”&ABY1>1ABY2Y2例2：根據輸入波形畫出輸出波形&ABY1>1ABY3>1ABY4&ABY2ABY1Y2Y3Y4信號輸入端控制端控制端為高電平時，與門、與非門開門控制端為低電平時，或門、或非門開門12.3邏輯代數邏輯代數（又稱布爾代數），它是分析設計邏輯電路的數學工具。雖然它和普通代數一樣也用字母表示變量，但變量的取值只有“0”，“1”兩種，分別稱為邏輯“0”和邏輯“1”。這里“0”和“1”并不表示數量的大小，而是表示兩種相互對立的邏輯狀態。

邏輯代數所表示的是邏輯關系，而不是數量關系。這是它與普通代數的本質區別。1.常量與變量的關系2.邏輯代數的基本運算法則自等律0-1律重疊律還原律互補律交換律2.邏輯代數的基本運算法則普通代數不適用！證:結合律分配律A+1=1AA=A.110011111100反演律列狀態表證明：AB00011011111001000000吸收律(1)A+AB=A(2)A(A+B)=A對偶式12.4組合邏輯電路的分析與設計組合邏輯電路：任何時刻電路的輸出狀態只取決于該時刻的輸入狀態，而與該時刻以前的電路狀態無關。組合邏輯電路框圖X1XnX2Y2Y1Yn......組合邏輯電路輸入輸出組合邏輯電路的分析入“同”出“0”，入“異”出“1”000ABY“異或”門邏輯狀態表011101110邏輯表達式：Y=AB+AB&&&&BAYY3Y2Y1＝1ABY“異或”門+=AB3、根據邏輯表達式畫出邏輯電路1010輸入A、B、C全為低電平“0”，輸出Y為“0”。00000邏輯代數（又稱布爾代數），它是分析設計邏輯電路的數學工具。1、由輸入變量開始，逐級推導各門電路輸出這里“0”和“1”并不表示數量的大小，而是表示兩種相互對立的邏輯狀態。設：開關斷開、燈不亮用邏輯“0”表示，開關閉合、燈亮用邏輯“1”表示。動態分析（交流通路、電壓放大倍數、輸入和輸出電阻計算公式）“或”邏輯控制端為高電平時，與門、與非門開門放大電路微變等效電路：電壓放大倍數；10101(2)A(A+B)=A01101晶體管交流小信號模型（輸入電阻計算公式）1、本征半導體、雜質半導體（N型、P型）輸入A、B、C全為低電平“0”，輸出Y為“0”。電工學(少學時)電子部分總結2、根據真值表寫邏輯表達式1、由輸入變量開始，逐級推導各門電路輸出2、利用邏輯代數對輸出結果進行化簡3、列出真值表4、確定電路的邏輯功能組合邏輯電路分析步驟5.“同或”門電路入“異”出“0”，入“同”出“1”001ABY“同或”門邏輯狀態表010100111＝ABY“同或”門BAYY3Y2Y1>1>1>1>1邏輯表達式：Y=AB+AB=AB1、根據邏輯功能列真值表2、根據真值表寫邏輯表達式3、根據邏輯表達式畫出邏輯電路組合邏輯電路設計步驟1.二進制

十進制：0~9十個數碼，“逢十進一”。常用的組合邏輯電路有加法器、編碼器、譯碼器、數據分配器和多路選擇器等。在數字電路中，為了把電路的兩個狀態(“1”態和“0”態)與數碼對應起來，采用二進制。二進制：0，1兩個數碼，“逢二進一”。加法器加法器:實現二進制加法運算的電路進位如：000011+10101010不考慮低位來的進位半加器實現要考慮低位來的進位全加器實現2.半加器

半加：實現兩個一位二進制數相加，不考慮來自低位的進位。AB兩個輸入表示兩個同位相加的數兩個輸出SC表示半加和表示向高位的進位邏輯符號：半加器：COABSC半加器邏輯狀態表A

B

S

C0000011010101101邏輯表達式邏輯圖&=1..ABSC3.全加器輸入Ai表示兩個同位相加的數BiCi-1表示低位來的進位輸出表示本位和表示向高位的進位CiSi全加：實現兩個一位二進制數相加，且考慮來自低位的進位。邏輯符號：全加器：AiBiCi-1SiCiCOCI(1)列邏輯狀態表(2)寫出邏輯式Ai

Bi

Ci-1

Si

Ci

0000000110010100110110010101011100111111邏輯圖&=1>1AiCiSiCi-1Bi&&半加器構成的全加器>1BiAiCi-1SiCiCOCO11111二極管“與”門電路“與非”門邏輯狀態表4組合邏輯電路的分析與設計工作點的確定：（IB;UBE;IC;UCE)確定方法（圖解法和計算法）電工學(少學時)電子部分總結電工學(少學時)電子部分總結電工學(少學時)電子部分總結輸入A、B、C全為低電平“0”，輸出Y為“0”。10101A+1=1可用二極管和三極管代替靜態分析（直流通路、各節點電壓和支路電流計算）；CMOS“與非”門電路這是它與普通代數的本質區別。特性曲線（輸入和輸出特性）；00000可用二極管和三極管代替放大電路微變等效電路：電壓放大倍數；1010“與”邏輯晶體管交流小信號模型（輸入電阻計算公式）電工學(少學時)電子部分總結第8章半導體器件1、本征半導體、雜質半導體（N型、P型）PN結形成與特性：內電場方向；擴散運動；漂移運動；PN結正向和反向特性2、半導體二極管I-V特性（實際、近似和理想特性）；參數；應用（整流、限幅、箝位、隔離）3、特殊二極管：穩壓二極管、光電二極管電工學(少學時)電子部分總結4、雙極晶體管：基本結構及電路符號；工作狀態（放大狀態、飽和、截至狀態）條件及相關結論；特性曲線（輸入和輸出特性）；主要參數（電流放大系數、穿透電流、集電極最大允許電流、反向擊穿電壓電工學(少學時)電子部分總結第9章基本放大電路1、放大電路工作原理（靜態和動態）2、放大電路的靜態分析：工作點的確定：（IB;UBE;IC;UCE)確定方法（圖解法和計算法）靜態工作點的影響：產生非線性失真3、放大電路的動態分析：主要性能指標：電壓放大倍數；輸入電阻；輸出電阻；放大電路頻率特性電工學(少學時)電子部分總結放大電路微變等效電路：晶體管交流小信號模型（輸入電阻計算公式）放大電路交流通路（直流電動勢和電容視做短路）放大電路微變等效電路：電壓放大倍數；輸入電阻；輸出電阻電工學(少學時)電子部分總結4、基本放大電路（1）共射放大電路（2）共集放大電路（3）共基放大電路電路結構；靜態分析（直流通路、各節點電壓和支路電流計算）；動態分析（交流通路、電壓放大倍數、輸入和輸出電阻計算公式）電工學(少學時)電子部分總結第10章集成運算放大器1、集成運算放大器概述：集成運算放大器組成及各部分功能；圖形符號；電壓傳輸特性2、反饋基本概念：反饋示意圖及基本概念（開環電壓放大倍數、閉環電壓放大倍數和反饋系數）；反饋的分類與判斷（正/負反饋、串/并聯反饋、電壓/電流反饋）；負反饋對電路性能的改善（提高放大倍數穩定性、加寬同頻帶、改善非線性失真、穩定輸出電壓或者電流、改變輸入和輸出電阻）二極管“或”門電路01101“或”邏輯4組合邏輯電路的分析與設計工作點的確定：（IB;UBE;IC;UCE)確定方法（圖解法和計算法）放大電路交流通路（直流電動勢和電容視做短路）反饋的分類與判斷（正/負反饋、串/并聯反饋、電壓/電流反饋）；4組合邏輯電路的分析與設計1、根據邏輯功能列真值表門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關系(因果關系)，所以門電路又稱為邏輯門電路。電工學(少學時)電子部分總結應用（整流、限幅、箝位、隔離）101012、利用邏輯代數對輸出結果進行化簡電平的高低一般用“1”和“0”兩種狀態區別，若規定高電平為“1”，低電平為“0”則稱為正邏輯。PN結形成與特性：內電場方向；00000若無特殊說明，均采用正邏輯。電工學(少學時)電子部分總結4組合邏輯電路的分析與設計基本邏輯關系為“與”、“或”、“非”三種