数电课件 数字电路基础.ppt

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1、1.1数字电路的基本概念1.2数制1.3二—十进制码1.4数字电路中的二极管与三极管1.5基本逻辑运算1.6逻辑函数及其表示方法第一章数字电路基础1.1数字电路的基本概念5V(V)0t(ms)1020304050数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流。一、模拟信号与数字信号模拟信号——时间连续数值也连续的信号。如速度、压力、温度等。数字信号——在时间上和数值上均是离散的。如电子表的秒信号，生产线上记录零件个数的记数信号等。有两种逻辑体制：正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。下图为采用正逻辑体制所表示的逻辑信号：数字信号

2、是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。逻辑0逻辑0逻辑0逻辑1逻辑1二、正逻辑与负逻辑三、数字信号的主要参数一个理想的周期性数字信号，可用以下几个参数来描绘：Vm——信号幅度。T——信号的重复周期。tW——脉冲宽度。q——占空比。其定义为：5V(V)0t(ms)twTVm图中所示为三个周期相同（T=20ms），但幅度、脉冲宽度及占空比各不相同的数字信号。1.2数制一、几种常用的计数体制1.十进制(Decimal)2.二进制(Binary)3.十六进制(Hexadecimal)与八进制（Octal）二、不同数制之间的相互转换1．二进

3、制转换成十进制例1.2.1将二进制数10011.101转换成十进制数。解：将每一位二进制数乘以位权，然后相加，可得(10011.101)B＝1×24＋0×23＋0×22＋1×21＋1×20＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＝（19.625)D例1.2.2将十进制数23转换成二进制数。解：用“除2取余”法转换:2.十进制转换成二进制则（23)D=（10111)B1.3二—十进制码（BCD码）BCD码——用二进制代码来表示十进制的0～9十个数。要用二进制代码来表示十进制的0～9十个数，至少要用4位二进制数。4位二进制数有16种组合，可从这16种组合中选择10种组合分别来表示十进制

4、的0～9十个数。选哪10种组合，有多种方案，这就形成了不同的BCD码。位权0123456789十进制数842100000001001000110100010101100111100010018421码242100000001001000110100101111001101111011112421码0011010001010110011110001001101010111100000000010010001101001000100110101011110054215421码无权余3码常用BCD码1.4数字电路中的二极管与三极管(1)加正向电压VF时，二极管导通，管压降VD可忽略。二

5、极管相当于一个闭合的开关。一、二极管的开关特性1．二极管的静态特性可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压vi控制的开关。当外加电压vi为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程就是二极管开关的动态特性。(2)加反向电压VR时，二极管截止，反向电流IS可忽略。二极管相当于一个断开的开关。2．二极管开关的动态特性给二极管电路加入一个脉冲信号，电流的波形怎样呢？ts为存储时间，tt称为渡越时间。tre＝ts十tt称为反向恢复时间+－DLiRviviVFVRt1t0it1t0IFIStRtsIFtiI0.1t0IRt1同理，二极管从截止转为正向

6、导通也需要时间，这段时间称为开通时间。开通时间比反向恢复时间要小得多，一般可以忽略不计。反向恢复时间：tre＝ts十tt产生反向恢复过程的原因：反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间。1.三极管电路的图解分析法（1）三极管电路的习惯画法二、三极管的开关特性（2）图解法非线性部分线性部分iCCE(V)(mA)=60uAIBV=0BBII=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIB直流负载线UCEQ6VICQ1.5mAIB=40μAIC=1.5mAUCEQ=6V直流工作点M(VCC,0)(12,0)(0,3)Q用估算法求IB（1）截止状态：当VI小于三极管发射结死区

7、电压时，IB＝ICBO≈0，IC＝ICEO≈0，VCE≈VCC，三极管工作在截止区，对应图中的A点。三极管工作在截止状态的条件为：发射结反偏或小于死区电压2．三极管的三种工作状态此时，若调节Rb↓，则IB↑，IC↑，VCE↓，工作点沿着负载线由A点→B点→C点→D点向上移动。在此期间，三极管工作在放大区，其特点为IC＝βIB。三极管工作在放大状态的条件为：发射结正偏，集电结反偏（2）放大状态：当VI为正值且大于死区电压时，三极管导通。有若继续增加VI，IB会继续增加，VCE