(最新)复合逻辑门版图技术
电子课件电子技术基础第六版第六章门电路及组合逻辑电路可编辑全文
逻辑函数除可以用逻辑函数表达式（逻辑表达式）表示以 外，还可以用相应的真值表以及逻辑电路图来表示。真值表 与前述基本逻辑关系的真值表类似，就是将各个变量取真值 （0 和 1）的各种可能组合列写出来，得到对应逻辑函数的真 值（0 或 1）。逻辑电路图（逻辑图）是指由基本逻辑门或复 合逻辑门等逻辑符号及它们之间的连线构成的图形。
TTL 集成“与非”门的外形和引脚排列 a）外形 bOS 集成门电路以绝缘栅场效应管为基本元件组成， MOS 场效应管有 PMOS 和NMOS 两类。CMOS 集成门电路 是由 PMOS 和 NMOS 组 成的互补对称型逻辑门电路。它具 有集成度更高、功耗更低、抗干扰能力更强、扇出系数更大 等优点。
三、其他类型集成门电路
1. 集电极开路与非门（OC 门） 在这种类型的电路内部，输出三极管的集电极是开路的， 故称集电极开路与非门，也称集电极开路门，简称 OC 门。
OC 门 a）逻辑符号 b）外接上拉电阻
74LS01 是一种常用的 OC 门，其外形和引脚排列如图所 示。
74LS01 的外形和引脚排列 a）外形 b）引脚排列
2. 主要参数 TTL 集成“与非”门的主要参数反映了电路的工作速度、抗 干扰能力和驱动能力等。
TTL 集成“与非”门的主要参数
TTL 集成“与非”门具有广泛的用途，利用它可以组成很多 不同逻辑功能的电路，其外形和引脚排列如图所示。如 TTL“ 异或”门就是在 TTL“与非”门的基础上适当地改动和组合而成 的；此外，后面讨论的编码器、译码器、触发器、计数器等 逻辑电路也都可以由它来组成。
《数字电子技术(第三版)》2. 基本逻辑运算及集成逻辑门
Ｙ＝Ａ+ Ｙ＝Ａ+Ｂ
功能表
开关 A 断开 断开 闭合 闭合 开关 B 断开 闭合 断开 闭合 灯Y 灭 亮 亮 亮
真值表
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
逻辑符号
Y 0 1 1 1
实现或逻辑的电 路称为或门。或 门的逻辑符号：
A B
≥1
Y=A+B
2.1.3、非逻辑（非运算） 2.1.3、非逻辑（非运算） 非逻辑指的是逻辑的否定。当决定事件（Y） 发生的条件（A）满足时，事件不发生；条件不 满足，事件反而发生。表达式为： Ｙ＝Ａ 开关A控制灯泡Y
A E B Y
A断开、B接通，灯不亮。 断开、 接通 灯不亮。 接通， 断开
A E B Y
A接通、B断开，灯不亮。 接通、 断开，灯不亮。 接通 断开
A、B都接通，灯亮。 、 都接通，灯亮。 都接通
两个开关必须同时接通， 两个开关必须同时接通， 灯才亮。逻辑表达式为： 灯才亮。逻辑表达式为：
Ｙ＝ＡＢ
2.4 集成逻辑门
2.4.1 TTL与非门 TTL与非门 2.4.2 OC门和三态门 OC门和三态门 2.4.3 MOS集成逻辑门 MOS集成逻辑门 2.4.4 集成逻辑门的使用问题 退出
逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电 路。简称门电路。 基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、 与非门、或非门、与或非门和异或门等。 逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来表示。 获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件 的导通、截止（即开、关）两种工作状态。 集成逻辑门 双极性晶体管逻辑门 TTL ECL I2L 单极性绝缘栅场效应管逻辑门 PMOS NMOS CMOS
（6）平均传输延迟时间tpd：从输入端接入高电平开始，到输出端 输出低电平为止，所经历的时间叫导通延迟时间（tpHL）； 从输入端接入低电平开始，到输出端输出高电平为止，所经 历的时间叫截止延迟时间（tpLH）。 tpd=(tpHL+ tpLH)/2=3~40ns 平均传输延迟时间是衡量门电路运算速度的重要指标。 （7）空载功耗：输出端不接负载时，门电路消耗的功率。 静态功耗是门电路的输出状态不变时，门电路消耗的功率。其中： 截止功耗POFF是门输出高电平时消耗的功率； 导通功耗PON是门输出低电平时消耗的功率。 PON> POFF （8）功耗延迟积M：平均延迟时间tpd和空载导通功耗PON的乘积。 M= PON× tpd （9）输入短路电流(低电平输入电流)IIS：与非门的一个输入端直 接接地（其它输入端悬空）时，由该输入端流向参考地的电流。 约为1.5mA。
数字电子技术与应用2集成逻辑门电路及其应用
可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。
2.1 二极管基本门电路 2.1.1晶体二极管的开关特性 数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管等器件一般是以 开关方式工作的，其工作状态相当于相当于开关的“接通”
与“断开”。
1.静态特性 静态特性是指二极管在导通和截止两种稳定状态下的特性。典型
表ห้องสมุดไป่ตู้
由真值表得到或门输出逻辑表达式为: Y=A+B 二极管门电路虽然很简单，但存在着严重的缺点：（1）输出电平 都比输入电平高出0.7V—电平偏离，如果将三个这种门级联（前级 的输出作为后级的输入），则最后一级的输出低电平偏离到2.1V， 已接近规定的输入的高电平，会造成逻辑混乱；（2）当输出端对
地接上负载电阻（常称为下拉负载）时，会使输出高电平降低， 即带负载能力差，严重时会造成逻辑混乱。如图2.5二极管与门电
(b) 与门逻辑符号
二极管与门电路如图2.5所示。其中A、B代表与门输入，Y代表输 出。若二极管的正向压降VD =0.7V，输入端对地的高电平、低电 平分别为VIH =+3V、VIL =0V，则可得到图2.5所示电路的输入和输
出的电平关系，见表2.1。 若按正逻辑进行赋值，即高电平用“1”表示，低电平用“0”表 示，则可将表2.1变为表2.2的与逻辑真值表。由真值表可知该电路
时间tr。一般trtrr，所以可以忽略不计。 上升时间、恢复时间都很小，基本上由二极管的制作工艺决定， 存储时间与正向电流，反向电压有关。当vi 为一矩形电压时，二 极管电流的变化过程不够陡峭（不理想），这就限制了二极管的
最高工作频率。 2.1.2 二极管门电路
我们已经知道基本逻辑关系有与、或、非三种，能实现其逻辑功
数字电子技术 第2章 逻辑门
2
2.1
主要内容：
基本逻辑门
与、或、非三种基本逻辑运算
与、或、非三种基本逻辑门的逻辑功能
41
标准TTL门的输入 / 输出逻辑电平 :
42
CMOS门的输入 / 输出逻辑电平(＋5V电源时) :
4.4V
0.33V
43
传输延迟时间tpd
t pd 1 (tPHL tPLH ) 2
tPHL和tPLH的定义（下图为非门的输入和输出波形） :
44
输入/输出电流 （1）“拉电流”工作状态 （2）“灌电流”工作状态
9
2.1.2 或门
实现“或”运算的电路称为或逻辑门，简称或门 。 逻辑或运算可用开关电路中两个开关相并联的例 子来说明
真 值 表
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
F A B
0 1 1 1
10
“或”运算的逻辑表达式为： F = A+B “或”逻辑的运算规律为：
一般形式
000 0 1 1 0 1 11 1
A
一般形式
A A A A 1 A A 0
14
非门的逻辑符号:
74LS04（六非门）
例2-5 : 向非门输入图示的波形，求其输出波形F。 解：
15
2.2 复合逻辑门
主要内容：
与非、或非、异或、同或的复合逻辑运算 与非门、或非门的逻辑功能 异或门、同或门的逻辑功能 各种复合逻辑门的真值表及输出波形
高二通用技术---逻辑门
00
1
01 4
6
14
11
10
9
(2) 四个相邻最小项合并可以消去两个因子
CD AB 00 01 11 10
00 0
32
01 4
11 12
10 8
11 10
CD AB 00 01 11 10
00 0
2
01
57
11
13 15
10 8
10
(3) 八个相邻最小项合并可以消去三个因子
CD AB 00 01 11 10
[例] 证明： 德 摩根定理
A+A=A
A B AB
A B A B 00 0 1 01 0 1 10 0 1 11 1 0
AB
A B
11 1 0 1 1
10 1 1 0 0
01 1 1 0 0
00 0 1 0 0
相等
相等
五、关于等式的三个规则
1. 代入规则： 等式中某一变量都代之以一个逻 辑函数，则等式仍然成立。
A BC ( A B) ( A C)
[例 ] 证明公式 [解] 方法一：公式法
右式 ( A B)( A C) A A A C A B B C A AC AB BC A(1 C B) BC A BC 左式
证明公式 方法二：真值表法(将变量的各种取值代入等式
(2) 或非逻辑
(NOR)
A ≥1
B
Y2 A B
(3) 与或非逻辑
A
(AND – OR – INVERT) B
Y3 AB CD
C D
Y1、Y2 的真值表
Y1
A B Y1 Y2
00 11
01 10
Y2 1 0 1 0 11 00
基于AOI门和MULTI-INPUT复合门搭建的触发器
基于AOI门和MULTI-INPUT复合门搭建的触发器摘要：QCA定义了一种量子元胞结构，提供了一种纳米水平的结构，适用于数字电路。
这个技术的基本逻辑元素是多数门和反相器，近年来有人结合多数门和反相器设计出不同种结构的符合逻辑门，使实现一些功能的时候可以减小电路图尺寸和元胞使用数，简化QCA电路。
本文使用简化的输出表达式选取合适的复合门并加以改造使电路更加简单，元胞更加减少，性能更加稳定。
由此在MULTI-INPUT 复合门和AOI门的基础上设计了多种可测试触发器（RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器）。
这些触发器都在QCADesigner软件中得以仿真实现。
关键词:量子信息ＱＣＡ触发器ＡＯＩ门MULTI-INPUT复合门引言近几十年在微电子领域，微电子器件的集成度和运算速度持续呈现指数级增长，但是由于功率耗散和相互连接等问题使得基于传统CMOS 技术的器件尺寸的进一步减小变得不太可能【1】。
同时随着器件尺寸的进一步减少，越来越多的问题也逐渐暴露出来，一些微观世界中特有的物理现象如量子效应逐渐表现出来，从而使得基于传统的设计方法设计的电路的性能与实际结果有着明显的偏差。
这样我们就要提出一种与传统的CMOS器件技术不同的设计思路来使微电子器件继续朝纳米级方向发展，即主动利用量子效应来构造新的数字逻辑器件并实现数字逻辑系统。
正因如此，基于量子细胞自动机(Quantum-dot Cellular Automata, QCA)的器件应运而生。
应用量子元胞自动机的基本逻辑门多数门和反相器可以实现各种各样的逻辑电路，例如Tougaw 等人【2】设计的异或门和全加器，王森等人结合量子细胞自动机的双稳态特性和传统的COMS工艺设计存储器的思想，设计了4×5bit的只读存储器【3】等等。
还有为了实现一些复合逻辑并且减少元胞使用数量简化ＱＣＡ电路有人设计仿真了一些复合逻辑门，比如说Conservative QCA Gate (CQCA)【4】，F门，ＡＯＩ门等等，其中ＡＯＩ门有多种实现方式，Jing Huang, Mariam Momenzadeh, Mehdi B. Tahoori and Fabrizio Lombardi通过调整元胞之间的距离来实现与或非功能【5】，并进行了测试，提出了基于这种ＡＯＩ门的多个标准功能的表达【6】。
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
第一节 常见元器件的开关特性
3.MOS管的开关特性
A、MOS管静态开关特性
在数字电路中，MOS管也是作为 开关元件使用，一般采用增强型的 MOS管组成开关电路，并由栅源电压 uGS控制MOS管的导通和截止。
时间。
toff = ts +tf 关断时间toff：从输入信号负跃变的瞬间，到iC 下降到 0.1ICmax所经历的时间。
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
第一节 常见元器件的开关特性
2.三极管的开关特性
B、晶体三极管动态开关特性
ton和toff一般约在几十纳秒（ns=10-9 s）范围。通常都
有toff > ton，而且ts > tf 。
0 .3V 3 .6V 3 .6V
1V 5V
3 .6V
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
第三节 TTL和CMOS集成逻辑门电路
1.TTL集成逻辑门电路
3 .6V 3 .6V 3 .6V
2.1V
0 .3V
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
第三节 TTL和CMOS集成逻辑门电路
1.TTL集成逻辑门电路
数字电子技术基础第三章逻辑门电路
❖ 2.教学重点：不同元器件的静态开关特性，分立元件门电路 和组合门电路，TTL和CMOS集成逻辑门电路基本功能和电气特 性。
❖ 3.教学难点：组合逻辑门电路、TTL和CMOS集成逻辑门4.课时 安排： 第一节 常见元器件的开关特性 第二节 基本逻辑门电路 第三节 TTL和CMOS集成逻辑门电路
数字电子技术基础2第二版.ppt
名称 0-1 自等律 重叠律 互补律 交换律 结合律 分配律 反演律 （摩根定理）
还原律
表 2.2.1 逻辑代数的基本定律
公式 1 A+1=1 A+0=A A+A=A
A+ A =1
A+B=B+A (A+B)+C=A+(B+C) A+BC=(A+B)(B+C)
AB=AB
公式 2
A 0=0 A 1= A A A=A A A =0 A B=B A (A B) C=A (B C) A (B+C)=AB+AC
第2章 逻辑代数基础
名称 合并律 吸收律○1 吸收律○2 吸收律○3
公式 1
表 2.2.3 若干常用公式
公式 2
AB+A B =A
A+AB=A
(A+B)(A+ B )=A A (A+B)=A
A AB A B
A ( A +B)=A B
AB+ A C+BC=AB+ A C
(A+B)( A +C)(B+C)=(A+B)( A +C)
表2.2.2 反演律证明
AB
AB
AB AB
AB
00
1
1
1
1
01
1
1
0
0
10
1
1
0
0
11
0
0
0
0
第2章 逻辑代数基础
2.2.2 三个重要规则
1. 代入规则
任何一个逻辑等式，如果将等式两边所出现的某一变量都 代之以同一逻辑函数，则等式仍然成立，这个规则称为代入 规则。 由于逻辑函数与逻辑变量一样，只有0、1两种取值， 所以代入规则的正确性不难理解。运用代入规则可以扩大基 本定律的运用范围。
数字电子技术基础：第三章 逻辑门电路
逻辑符号
C
vI /vO
TG
vO /vI
C
C
υo/ υI
2. CMOS传输门电路的工作原理
vI /vO
5V到+5V
C
+5V
TP +5V vO /vI
5V TN
5V
C
设TP:|VTP|=2V， TN:VTN=2V
I的变化范围为－5V到+5V。
c=0=-5V， c =1=+5V
1）当c=0， c =1时 GSN= -5V (－5V到+5V)=(0到-10)V
在由于电路具有互补对称的性质，它的开通时间与关 闭时间是相等的。平均延迟时间：<10 ns。
动态功耗
CMOS反相器的PD与f和 2 VDD
CMOS反相器从一个稳定状态转变到另一个稳定状态时所产生的功耗
PD=PC+PT
分布电容CL充放电引起的功耗： PC CL fVD2D
CMOS管瞬时交替导通引起的功耗：PT CPD fVD2D
74标准系列 74LS系列
74AS系列
74LVC 74VAUC 低(超低)电压 速度更加快 与TTL兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低
74ALS
3.1 概述
门电路：实现基本逻辑/复合逻辑运算的单元电路
逻辑状态的描述—— 正逻辑：高电平→1，低电平→0 负逻辑：高电平→0，低电平→1
缺点：功耗较大/速度较慢
VDD VIH(min) I OH(total) I IH(total)
… …
I0H（total) &1
+V DD RP
&
&1
IIH（total) &
数字电子技术_第2章_逻辑门
第2章逻辑门内容提要：本章系统地介绍数字电路的基本逻辑单元—门电路，及其对应的逻辑运算与图形描述符号，并针对实际应用介绍了三态逻辑门和集电极开路输出门，最后简要介绍TTL集成门和CMOS集成门的逻辑功能、外特性和性能参数。
2.1 基本逻辑门导读:在这一节中，你将学习：⏹与、或、非三种基本逻辑运算⏹与、或、非三种基本逻辑门的逻辑功能⏹逻辑门真值表的列法⏹画各种逻辑门电路的输出波形在逻辑代数中，最基本的逻辑运算有与、或、非三种。
每种逻辑运算代表一种函数关系，这种函数关系可用逻辑符号写成逻辑表达式来描述，也可用文字来描述，还可用表格或图形的方式来描述。
最基本的逻辑关系有三种：与逻辑关系、或逻辑关系、非逻辑关系。
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的单元电路称为逻辑门电路。
例如：实现“与”运算的电路称为与逻辑门，简称与门；实现“与非”运算的电路称为与非门。
逻辑门电路是设计数字系统的最小单元。
2.1.1 与门“与”运算是一种二元运算，它定义了两个变量A和B的一种函数关系。
用语句来描述它，这就是：当且仅当变量A和B都为1时，函数F为1；或者可用另一种方式来描述数字电子技术2它，这就是：只要变量A 或B 中有一个为0，则函数F 为0。
“与”运算又称为逻辑乘运算，也叫逻辑积运算。
“与”运算的逻辑表达式为： F A B =⋅ 式中，乘号“．”表示与运算，在不至于引起混淆的前提下，乘号“．”经常被省略。
该式可读作：F 等于A 乘B ，也可读作：F 等于A 与B 。
逻辑与运算可用开关电路中两个开关相串联的例子来说明，如图2-1所示。
开关A 、B 所有可能的动作方式如表2-1a 所示，此表称为功能表。
如果用1表示开关闭合，0表示开关断开，灯亮时F =1，灯灭时F =0。
则上述功能表可表示为表2-1b 。
这种表格叫做真值表。
它将输入变量所有可能的取值组合与其对应的输出变量的值逐个列举出来。
它是描述逻辑功能的一种重要方法。
表2-1a 功能表由“与”运算关系的真值表可知“与”逻辑的运算规律为：00001100111⋅=⋅=⋅=⋅= 表2-1b “与”运算真值表图2-1 与运算电路第二章 逻辑门 3简单地记为：有0出0，全1出1。
逻辑门电路功能的验证(基本逻辑门和复合逻辑门)
输入 ＡＢ ００ ０１ １０ １１
输出 Ｙ ０ ０ ０ １
练习
8、写出下图所示电路的逻辑函数表达式
Ａ &
Ｂ
& (a)
&
Ｙ
Ａ &
Ｂ
&
≥
Ｙ
(b)
练习
8、写出下图所示电路的逻辑函数表达式
Ａ １ ≥
Ｂ １
(c)
Ａ
& Ｂ Ｙ
Ｃ
&
&
Ｙ
(d)
练习
A &
B
１
&
０
A
≥１
Ｙ
非门逻辑函数表达式（ ）。 ３、或门的逻辑功能是（ ）。 ４、请画出基本逻辑门电路的图形符号。
１、在逻辑电路中，假定用１表示高电平，用０表示低电平，称为（）逻辑，
用１表示低电平，用０表示高电平，表示（ ）逻辑。
２、与非门逻辑功能是（
）。或非门的逻辑功能是（ ）。
３、异或门在数字电路中作为判断（
），它的函数表达式为（ ）。
表达式：Y AB CD 与或非门逻辑功能：一组全1出0，各组有0出１
当
当
与非门结构图、逻辑符号
PART FOUR
异或门
４、异或门
异或门的电路图形符号：如右图所示 异或门逻辑函数表达式：
表达式：Y AB AB 或 Y A B
异或门逻辑功能：同出０，异出１
当
当
异或门结构图、逻辑符号
真值表：异或门真值表如下图所示
B
(e)
１
&
&
Ｙ
１
&
2-3常用的复合逻辑及其门电路
同或门的逻辑电路如图所示。
常
用
的
复
合
逻
辑
及 同或门的表达式：
其
门 电
同或门的真值表：
路
门电路符号： 一个结论：
湖南铁道职业 技术学院作品
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或非门
同或门
主 一、与非门
题
常
与非门为先与后非，其逻辑电路如图所示。
用
的
复
合
逻
辑
及 与非门的表达式：
其
门
电 与非门的真值表：
路
门电路符号：
主 二、或非门
题
常
或非门为先或后非，其逻辑电路如图所示。
用
的
复
合
逻
辑
及 或非门的表达式：
其
门 电
或非门的真值表：
路
门电路符号：
主 三、与或非门
题
常
与或非门的逻辑电路如图所示。
用
的
复
合
逻
辑
及 或非门的表达式：
其
门
电 或非门的真值表：
路
门电路符号：
若将A、B和C、D各视为一组，则与或非门的关 系可简述为“一组全1出0，各组有0的逻辑电路如图所示。
常 用 的 复 合 逻 辑
及 异或门的表达式：
其 门
电 异或门的真值表：
路
门电路符号：
主 五、同或门
数字电子技术之
常用的复合逻辑及其门电路
主讲教师：谢永超
湖南铁道职业 技术学院作品
学习导入
实现逻辑关系的电路是门电路！ 基本的门电路有与门、或门、非门！ 如果任何逻辑函数都只能用与门、或门和 非门实现！会不会很痛苦？
数字电子技术第6次课三种基本逻辑关系、分立元件门电路、复合逻辑门电路
第6次课三种基本逻辑关系、分立元件门电路、复合逻辑门电路●本次重点内容：1、与、或、非三种基本逻辑关系及真值表、逻辑表达式、门电路逻辑符号。
2、分立元件门电路的工作原理。
3、复合逻辑关系：与非、或非、与或非、异或、同或的真值表、逻辑表达式、门电路逻辑符号。
●教学过程6.1三种基本逻辑关系一、与逻辑关系所谓与逻辑关系：就是指决定某事件结果的所有条件全部具备，结果才能发生，而只要其中一个条件不具备，结果就不能发生，这种逻辑关系称为与逻辑关系。
与逻辑示意如图6-1所示：用A，B表示条件，即开关的状态；用Y表示结果，即表示灯的亮、灭状态。
图6-1 与逻辑示意图开关：“1”表示开关闭合，“0”表示开关断开。
灯：“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。
根据所有可能的开关组合状态与灯亮、灭的对应关系，可以列出真值表。
如表6-1所示。
表6-1 与逻辑真值表由表6-1可以得出“与”逻辑关系为“有0出0，全1出1”。
与门是实现与逻辑关系的电路，其逻辑符号如图6-2所示：图6-2 与逻辑符号二、或逻辑—在A，B等多个条件中，只要具备其中一个条件，事件就会发生；只有所有条件均不具备时，事件才不会发生，这种因果关系称为或逻辑关系。
或逻辑示意如图6-3所示：图6-3 或逻辑示意图经分析开关A，B的闭合情况，可以列出或逻辑真值表如表6-2所示：表6-2 或逻辑真值表由上表6-2可以得知或逻辑功能为“有1出1，全0出0”。
或门是实现或逻辑关系的电路，其逻辑符号如图6-4所示。
图6-4或逻辑符号三、非逻辑：决定事件结果只有一个条件，当条件具备时，结果就不发生；当条件不具备时，结果就发生。
这种因果关系称为非逻辑关系。
非逻辑示意如图6-5所示。
当开关A闭合时，灯Y灭；当开关A断开时，灯Y亮。
可见，对灯亮来说，开关A闭合是非逻辑关系。
图6-5非逻辑示意如图经分析可以列出或逻辑真值表6-3。
表6-3 非逻辑真值表由上表可以得知非逻辑功能为“是0出1，是1出0”。
数字电子技术逻辑门电路
• 引言 • 逻辑门电路基础知识 • 逻辑门电路的工作原理 • 逻辑门电路的应用 • 逻辑门电路的实现方式 • 结论
01
引言
主题简介
逻辑门电路是数字电子技术中的 基本单元，用于实现逻辑运算和
信号处理功能。
逻辑门电路由输入端和输出端组 成，根据输入信号的状态（高电 平或低电平）决定输出信号的状
基于CMOS的逻辑门电路实现方式
总结词
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）是一种常见的数字逻辑门电路实现方式，它利用互 补的NMOS和PMOS晶体管作为开关元件，具有功耗低、抗干扰能力强等优点。
详细描述
基于CMOS的逻辑门电路通常由输入级、中间级和输出级三部分组成。输入级由NMOS和PMOS晶体管组成，用 于接收输入信号；中间级由NMOS和PMOS晶体管组成，用于放大和传递信号；输出级由NMOS和PMOS晶体管 组成，用于驱动负载并输出信号。
04
逻辑门电路的应用
逻辑门电路在计算机中的应用
计算机的基本组成
逻辑门电路是计算机的基本组成单元，用于实现计算机内部的逻 辑运算和数据处理。
中央处理器（CPU）
CPU中的指令执行和数据处理都离不开逻辑门电路，它控制着计算 机的运算速度和性能。
存储器
存储器中的每个存储单元都是由逻辑门电路构成的，用于存储二进 制数据。
逻辑门电路在数字通信中的应用
数据传输
01
逻辑门电路用于实现数字信号的编码、解码和调制解调，确保
数据在通信信道中可靠传输。
信号处理
02
逻辑门电路用于信号的逻辑运算、比较和转换，实现数字信号
的处理和分析。
数字电子技术-逻辑门电路PPT课件
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
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低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
复合逻辑门
复合逻辑门由与门、或门和非门可以组合成其他逻辑门。
把与门、或门、非门组成的逻辑门叫复合门。
常用的复合门有与非门、或非门、异或门、与或非门等。
一、与非门将一个与门和一个非门按图T1110连接，就构成了一个与非门。
与非门有多个输入端，一个输出端。
三端输入与非门的逻辑符号如图Z1111所示，它的逻辑表达式为：真值表和波形图分别如表Z1107和图Z1112所示。
表Z1107A B C Y0 0 0 10 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0由此可知，与非门的逻辑功能为：当输入全为高电平时，输出为低电平；当输入有低电平时，输出为高电平。
二、或非门把一个或门和一个非门连接起来就可以构成一个或非门，如图Z1113所示。
或非门也可有多个输入端和一个输出端。
三端输入或非门的逻辑符号如图Z1114所示，它的逻辑表达式为：Y=GS1107真值表和波形图分别如表Z1108和图Z1115所示。
由此可知，或非门的逻辑功能为：当输入全为低电平时，输出为高电平；当输入有高电平时，输出为低电平。
表Z1108A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 1三、异或门当两个输入变量的取值相同时，输出变量取值为0；当两个输入变量的取值相异时，输出变量取值为1。
这种逻辑关系称为异或逻辑。
能够实现异或逻辑关系的逻辑门叫异或门。
异或门只有两个输入端和一个输出端，其逻辑符号如图T1116（a）所示。
异或门的逻辑表达式为：Y＝A·+·B＝A⊕B GS1108式中，符号⊕表示异或逻辑。
异或门真值表如表Z1109所示。
波形图如图Z1116（b）所示。
异或门的逻辑功能可简述为：输入相异，输出为高电平。
输入相同，输出为低电平。
表Z1109 异或门真值表A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 0四、与或非门把两个与门、一个或门和一个非门联结起来，就构成了与或非门。