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时间:2019-09-08
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1、13.1分立元件门电路13.3CMOS门电路13.2TTL门电路第13章门电路和组合逻辑电路13.4组合逻辑电路的分析13.5加法器13.6编码器13.7译码器和数字显示13.8半导体存储器和可编程逻辑器件13.9应用举例一类称为模拟信号,它是指时间上和数值上的变化都是连续平滑的信号,如图(a)中的正弦信号,处理模拟信号的电路叫做模拟电路。电子电路中的信号分为两大类:一类称为数字信号,它是指时间上和数值上的变化都是不连续的,如图(b)中的信号,处理数字信号的电路称为数字电路。(b)(a)13.1.1门电路的基本概念13.1基本门电
2、路及其组合逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓门就是一种开关,它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系),所以门电路又称为逻辑门电路。基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。下面通过例子说明逻辑电路的概念及“与”、“或”、“非”的意义。220V+-设:开关断开、灯不亮用逻辑“0”表示,开关闭合、灯亮用逻辑“1”表示。逻辑表达式:Y=A•B1.“与”逻辑关系“与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时,该事件才发生。000101110100ABYBYA状态表BY220
3、VA+-2.“或”逻辑关系“或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时,该事件就发生。逻辑表达式:Y=A+B状态表000111110110ABY3.“非”逻辑关系“非”逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑表达式:Y=A状态表101AY0Y220VA+-R由电子电路实现逻辑运算时,它的输入和输出信号都是用电位(或称电平)的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值,而是有一定的变化范围。电平的高低一般用“1”和“0”两种状态区别,若规定高电平为“1”,低电平为“0”则称为正逻辑。反之则称为负逻辑。若无特殊说明,均采用正逻辑。100
4、VUCC高电平低电平1.二极管“与”门电路(1)电路(2)工作原理输入A、B、C全为高电平“1”,输出Y为“1”。输入A、B、C不全为“1”,输出Y为“0”。0V0V0V0V0V3V+U12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC“与”门逻辑状态表0V3V13.1.2分立元件基本逻辑门电路1.二极管“与”门电路(3)逻辑关系:“与”逻辑即:有“0”出“0”,全“1”出“1”Y=ABC逻辑表达式:逻辑符号:&ABYC00000010101011001000011
5、001001111ABYC“与”门逻辑状态表2.二极管“或”门电路(1)电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或”门逻辑状态表3V3V-U12VRDADCABYDBC(2)工作原理输入A、B、C全为低电平“0”,输出Y为“0”。输入A、B、C有一个为“1”,输出Y为“1”。2.二极管“或”门电路(3)逻辑关系:“或”逻辑即:有“1”出“1”,全“0”出“0”Y=A+B+C逻辑表达式:逻辑符号:ABYC>1000000111011110110010111
6、01011111ABYC“或”门逻辑状态表3.晶体管“非”门电路+UCC-UBBARKRBRCYT10截止饱和(2)逻辑表达式:Y=A“0”10“1”(1)电路“0”“1”AY“非”门逻辑状态表逻辑符号1AY1.与非门电路有“0”出“1”,全“1”出“0”“与”门&ABCY&ABC“与非”门00010011101111011001011101011110ABYC“与非”门逻辑状态表Y=ABC逻辑表达式:1Y“非”门13.1.3基本逻辑门电路的组合2.或非门电路1Y“或”门ABC>1有“1”出“0”,全“0”出“1”00010010
7、101011001000011001001110ABYC“或非”门逻辑状态表Y=A+B+C逻辑表达式:Y>1ABC“或非”门13.1.3基本逻辑门电路的组合例:根据输入波形画出输出波形ABY1有“0”出“0”,全“1”出“1”有“1”出“1”,全“0”出“0”&ABY1>1ABY2Y2ABC&1&D>1Y3.与或非门电路>1&&YABCD逻辑符号13.1.3基本逻辑门电路的组合Y=AB+CD逻辑表达式:漏极D栅极和其它电极及硅片之间是绝缘的,称绝缘栅型场效应管。金属电极(1)N沟道增强型管的结构栅极G源极S增强型绝缘栅场效应管Si
8、O2绝缘层P型硅衬底高掺杂N区13.3CMOS门电路GSD符号:由于栅极是绝缘的,栅极电流几乎为零,输入电阻很高,最高可达1014。漏极D金属电极栅极G源极SSiO2绝缘层P型硅衬底高掺杂N区由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅,故又
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