脉冲与数字电路 门电路
数字电路基础知识部分(第二章)
练习一、一、填空题1、 模拟信号是在时间上和数值上都是 变化 的信号。
2、 脉冲信号则是指极短时间内的 电信号。
3、 广义地凡是 规律变化的，带有突变特点的电信号均称脉冲。
4、 数字信号是指在时间和数值上都是 的信号，是脉冲信号的一种。
5、 常见的脉冲波形有，矩形波、 、三角波、 、阶梯波。
6、 一个脉冲的参数主要有 、tr 、 、T P 、T 等。
7、 数字电路研究的对象是电路的 之间的逻辑关系。
8、 电容器两端的电压不能突变，即外加电压突变瞬间，电容器相当于 。
9、 电容充放电结束时，流过电容的电流为0，电容相当于 。
10、 通常规定，RC 充放电，当t = 时，即认为充放电过程结束。
11、 RC 充放电过程的快慢取决于电路本身的 ，与其它因素无关。
12、 RC 充放电过程中，电压，电流均按 规律变化。
13、 理想二极管正向导通时，其端电压为0,相当于开关的 。
14、 在脉冲与数字电路中，三极管主要工作在 和 。
15、 三极管输出响应输入的变化需要一定的时间，时间越短，开关特性 。
16、 选择题1 若逻辑表达式F A B =+，则下列表达式中与F 相同的是（ ） A 、F A B = B 、F AB = C 、F A B =+2 若一个逻辑函数由三个变量组成，则最小项共有（ ）个。
A 、3 B 、4 C 、83 图9-1所示是三个变量的卡诺图，则最简的“与或式”表达式为（ ） A 、A B A C B C ++B 、A B BC AC ++ C 、AB BC AC ++4 下列各式中哪个是三变量A 、B 、C 的最小项（ ） A 、A B C ++ B 、A B C + C 、ABC 5、模拟电路与脉冲电路的不同在于( )。
A 、模拟电路的晶体管多工作在开关状态，脉冲电路的晶体管多工作在放大状态。
B 、模拟电路的晶体管多工作在放大状态，脉冲电路的晶体管多工作在开关状态。
C 、模拟电路的晶体管多工作在截止状态，脉冲电路的晶体管多工作在饱和状态。
脉冲电路介绍
脉冲电路介绍脉冲电路是电子电路中一种常见的电路类型，它能够产生和处理脉冲信号。
脉冲信号是一种具有高幅度、短持续时间的电信号，常用于数字电子设备和通信系统中。
脉冲电路在数字电路、计算机、通信系统等领域起着重要的作用。
脉冲电路通常由多个元件组成，包括电容、电感、二极管、晶体管等。
这些元件的组合与连接方式决定了脉冲电路的功能和性能。
脉冲电路可以实现信号的放大、滤波、整形和计数等功能，广泛应用于数字电子设备和通信系统中。
脉冲电路的基本元件之一是电容。
电容是一种能够储存电荷的元件，它能够在一段时间内储存电荷，并在需要时释放电荷。
在脉冲电路中，电容经常用于实现信号的整形和滤波功能。
通过调整电容的数值和连接方式，可以改变电路对不同频率信号的响应。
另一个常见的脉冲电路元件是电感。
电感是一种能够储存磁能的元件，它能够在一段时间内储存磁能，并在需要时释放磁能。
在脉冲电路中，电感经常用于实现信号的放大和计数功能。
通过调整电感的数值和连接方式，可以改变电路对不同频率信号的响应。
二极管和晶体管也是脉冲电路中常见的元件。
二极管是一种具有非线性特性的元件，它能够将正向电压转化为电流，并阻断反向电流。
在脉冲电路中，二极管常用于实现信号的整形和检测功能。
晶体管是一种具有放大功能的元件，它能够将小信号放大为大信号。
在脉冲电路中，晶体管常用于实现信号的放大和开关功能。
脉冲电路的工作原理通常基于电荷的积累和释放。
当电容或电感储存了足够的电荷或磁能时，它们将释放能量，并产生脉冲信号。
这些脉冲信号经过放大和处理后，可以用于驱动其他电子设备或传输信号。
脉冲电路在数字电子设备和通信系统中有着广泛的应用。
例如，在计算机中，脉冲电路用于处理和传输数字信号，实现数据的存储和处理功能。
在通信系统中，脉冲电路用于产生和解析数字信号，实现数据的传输和接收功能。
脉冲电路是一种重要的电子电路类型，它能够产生和处理脉冲信号。
脉冲电路通过电容、电感、二极管、晶体管等元件的组合和连接方式，实现信号的放大、滤波、整形和计数等功能。
脉冲与数字电路模拟试题第1套及答案
数字电子技术（第2版） 第一套 A 卷
一、单选题(每题1分)
1. 回差是( B )电路的特性参数。
A 时序逻辑
B 施密特触发器
C 单稳态触发器
D 多谐振荡器
2. 石英晶体多谐振荡器的主要优点是( B )。
A 电路简单
B 频率稳定度高
C 振荡频率高
D 振荡频率低
3. 对TTL 与非门多余输入端的处理，不能将它们( B )。
A 与有用输入端并联
B 接地
C 接高电平
D 悬空
4. TTL 与非门的关门电平是0.8V ，开门电平是2V ，当其输入低电平为0.4V ，输入高电平
为3.2V 时，其低电平噪声容限为( C )
A 1.2V
B 1.2V
C 0.4V
D 1.5V
5. 逻辑函数ACDEF C AB A Y +++=的最简与或式为（ B ）
A ．C A Y += B.
B A Y += C. AD Y = D. AB Y =
6. 在什么情况下，“与非”运算的结果是逻辑0。
（ D ）
A ．全部输入是0 B. 任一个输入是0 C. 仅一个输入是0 D. 全部输入是1
7. 组合逻辑电路（ D ）。
A 一定是用逻辑门构成的
B 一定不是用逻辑门构成的
C 一定是用集成逻辑门构成的
D A 与B 均可
8. 已知逻辑函数的真值表如下，其表达式是（ C ）。
脉冲电路的特点及脉冲电路的类型
脉冲电路的特点及脉冲电路的类型1. 引言1.1 概述脉冲电路是一种特殊类型的电路，用于产生、处理和传输脉冲信号。
脉冲信号是一种持续时间很短、幅度较大的非周期性信号，在科学研究和工程技术领域中具有广泛应用。
脉冲电路的设计和应用在数字电子技术、通信系统以及医疗设备等领域都扮演着重要角色。
1.2 文章结构本文将围绕脉冲电路的特点及不同类型展开详细叙述。
首先，我们将介绍脉冲电路的特点，包括快速开关、高频响应和瞬态响应等方面。
然后，我们将介绍三种常见的脉冲电路类型，分别是单稳态脉冲电路、多稳态脉冲电路和定时器脉冲电路。
接下来，我们将通过示例应用阐述脉冲电路在数字电子技术、通信系统以及医疗设备中的实际运用。
最后，我们将对全文进行总结，并展望未来脉冲电路发展方向和应用领域扩展。
1.3 目的本文旨在介绍脉冲电路的特点和类型，使读者了解脉冲电路的基本原理及其在多个领域中的实际应用。
通过深入探讨脉冲电路的特性和实例应用，我们可以更好地认识到脉冲电路对现代科技发展的重要性，并为未来脉冲电路研究与创新提供一定的启示。
2. 脉冲电路的特点：2.1 快速开关：脉冲电路具有快速开关特性，它可以在很短的时间内将信号从低电平切换至高电平或反之。
由于其快速响应能力，脉冲电路常被用于数字电子技术中的计数器、触发器等逻辑门电路中。
2.2 高频响应：脉冲电路能够实现高频率信号的放大和处理。
其设计与构造使得它们能够处理以高频运行的信号，并保持较好的性能。
在通信系统中，脉冲电路常被用来处理射频信号，包括调制解调、功率放大等功能。
2.3 瞬态响应：脉冲电路具有优异的瞬态响应特性。
当输入发生突变或产生突发事件时，脉冲电路可以迅速响应并提供对应的输出。
这种瞬态响应特性使得脉冲电路广泛应用于医疗设备中，如心脏起搏器和除颤器等，在紧急情况下可提供及时有效的治疗措施。
总之，脉冲电路的特点包括快速开关能力、高频响应以及瞬态响应特性。
这些特点使得脉冲电路在数字电子技术、通信系统和医疗设备等领域中发挥着重要的作用。
脉冲系统的名词解释
脉冲系统的名词解释脉冲系统是一种在某一瞬间产生能量并传输、控制和处理信息的系统。
它采用脉冲信号来传输信息和控制能量，是一种高效且可靠的信息处理方式。
脉冲系统广泛应用于通信、电子、控制、计算机和雷达等领域。
一、脉冲脉冲是脉冲系统的基本要素之一。
它是一种高能量、短时间的信号，常常被用来传输和处理信息。
脉冲信号的特点是能量高、时间短、频率宽。
一个简单的脉冲可以通过一个方波信号来表示，其中包含一个高电平和一个低电平。
脉冲的能量和宽度决定了其携带信息的能力和传输速度。
二、脉冲发生器脉冲发生器是产生脉冲信号的装置。
它能够按照设定的频率、幅度和宽度生成特定的脉冲信号。
脉冲发生器广泛应用于通信、控制和计算机等领域，常用于脉冲通信系统、脉冲控制系统和数字电路中。
常见的脉冲发生器包括多谐振荡器、门电路和计数器等。
三、脉冲编码脉冲编码是将信息转化为脉冲信号的过程。
它通过将不同信息映射为不同的脉冲模式来实现信息的传输和处理。
脉冲编码可以提高信号传输的可靠性和抗干扰性。
常见的脉冲编码方式有脉冲振幅调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）和脉冲位置调制（PPM）等。
四、脉冲传输脉冲传输是指将脉冲信号从发送端传输到接收端的过程。
它包括脉冲生成、传输和接收三个阶段。
在脉冲传输过程中，需要考虑信号传输的延迟、失真和衰减等问题。
通过适当设计传输线路和信号处理算法，可以提高脉冲传输的可靠性和效率。
五、脉冲控制脉冲控制是利用脉冲信号来对系统进行控制的过程。
脉冲控制可以实现对能量的调节、信息的传输和设备的工作状态的控制。
脉冲控制广泛应用于自动化控制系统、工业过程控制和电力系统等领域。
通过选择适当的控制算法和调节参数，可以实现对系统的精确控制。
六、脉冲处理脉冲处理是指对脉冲信号进行分析、处理和提取有用信息的过程。
脉冲处理可以包括滤波、调幅解调、计数和逻辑运算等操作。
脉冲处理广泛应用于信号处理、图像处理和模式识别等领域。
通过合理选择脉冲处理算法和参数，可以提高信号处理的精度和速度。
数字电路基础
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2
这里的0和1不是十进制数中的数字，而是逻辑0和逻辑1。
产生和处理这类数字信号的电路称为数字电路或逻辑电路。数字电 路的任务是对数字信号进行运算（算术运算和逻辑运算）、计数、存贮、 传递和控制。
2．脉冲信号
t
t
所谓脉冲，是指脉动、短促和不连续的意思。
在数字电子技术中，把作用时间很短的、突变的电压或 电流称为脉冲。 数字信号实质上是一种脉冲信号。
解： ( 10 ) 2 1 1 2 5 1 1 2 3 1 1 2 2 1 1 2 1 1 2 0 ( 4 ) 1 (5 F )1D 65 12 6 1 1 5 1 6 1 1 3 0 6 ( 15 )10 33
（2）十进制数转换成二、十六进制数 十进制数转换成二进制数或十六 进制数，要分整数和小数两部分分别进行转换，这里只介绍整数部分的转 换。通常采取除2或除16取余法，直到商为0止。读数方向由下而上。
1·0=0；1·1=1
Y=A+B 0+0=0；0+1=1；
1+0=1；1+1=1
Y= A
0 1 10
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能实现与、或、非三种基本逻辑运算关系的单元电路分别叫做与门、 或门、非门（也称反相器），其对应的逻辑符号如图6.2.2所示。
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2．复合逻辑运算
与、或、非是三种最基本的逻辑关系，任何其他的复杂逻辑关系都可 由这三种基本逻辑关系组合而成。
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例6.1.5 将十进制数(58)10 分别
转换成二进制数和十六进制数。
先将(58)10转换成二进制数，
采取“除2取余法”，过程如下
脉冲工作原理
脉冲工作原理
脉冲工作原理是指在电子设备或系统中，通过传输脉冲信号来实现特定功能的一种工作方式。
脉冲信号是由短暂的高电平或低电平脉冲组成的，通过不同的脉冲宽度、频率和幅度来代表不同的信息或执行各种控制操作。
脉冲工作原理的基本思想是利用脉冲信号的特性，在相对较短的时间内完成特定任务。
在数字电子电路中，通常使用的是正方形脉冲波形，其形状由高电平和低电平的时间比例决定。
通过改变脉冲的宽度和频率，可以控制电路的运行状态、信号的传输速度和数据的处理。
脉冲工作原理广泛应用于各种电子设备和系统中。
例如，在数字电路中，脉冲工作原理可以实现逻辑门电路的运算，通过不同的脉冲组合来完成各种布尔逻辑运算。
在通信领域，脉冲工作原理可以用于数字信号的传输和调制，通过改变脉冲的宽度和频率来表示不同的数据信息。
在计时和测量领域，脉冲工作原理可以用于实现精确的时间计数和测量功能。
脉冲工作原理的关键在于准确地控制脉冲的时序和幅度。
通常，通过时钟信号来同步脉冲的产生和处理，确保电路的稳定和可靠性。
同时，还需要考虑脉冲的上升时间和下降时间，以及信号的噪声和干扰对脉冲的影响。
总结起来，脉冲工作原理是一种利用脉冲信号进行电子设备和系统运行的工作方式。
通过调节脉冲的宽度、频率和幅度，可
以实现不同的功能和控制操作。
脉冲工作原理在数字电路、通信、计时和测量等领域都得到了广泛应用。
第3章门电路
3.3 CMOS门电路
6. CMOS电路的优点
（1）微功耗。 CMOS电路静态电流很小，约为纳安数量级。
（2）抗干扰能力很强。 输入噪声容限可达到VDD/2。
（3）电源电压范围宽。 多数CMOS电路可在3～18V的电源电压范围内正常
Digital Electronics Technolo20g2y0/12/29
3.2 半导体二极管门电路
2. 二极管与门
3. 二极管或门
A Y
B
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3.3 CMOS门电路
MOS门电路：以MOS管作为开关元件构成的门电路。 MOS门电路，尤其是CMOS门电路具有制造工艺简单、 集成度高、抗干扰能力强、功耗低、价格便宜等优点，得 到了十分迅速的发展。
3.3 CMOS门电路
➢ 功耗 ❖ 静态功耗: 逻辑电路输出状态不发生变化时的功耗。
大多数CMOS电路具有很低的静态功耗，所以在很 多低功耗的场合采用CMOS集成电路。
❖ 动态功耗: 逻辑电路输出状态发生变化时的功耗， 其值比静态功耗大得多。
PCCLVD 2D f
PTCPD VD 2 D f PDPCPT
buses.
RP IOLmax
VP
ILL Z=VOLmax RL
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3.3 CMOS门电路
❖ 施密特触发器
VOUT
5.0
VT-
VT+
2.1 2.9 5.0 VIN
Voltage of hysteresis =VT+-VT-
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数据选择器
集成组合电路
数值比较器 加法器
算奇术偶逻校辑验单器元
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一、加法器 1.半加器
Ai Bi Si Ci 0000 0110 1010 1101
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SiA i Bi CiAiBi
2.全加器
A i B i C i-1 S i C i 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 10 0 1 1 01 1 0 0 10 1 0 1 01 1 1 0 01 1 1 1 11
C &
D
F2
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五、三态输出与非门
三态输出门有三种输出的稳定状态：高电 平、低电平、高阻状态。
A &
F
A
&
F
B
B
E
E
F高 A•B阻（ （E E 10） ）F高 A•B阻（ （E E 10） ）
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例：在图示电路中，当E=1和E=0时，试问 M点的测试电压为多少？
1
&M
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可见， FA•B 2.TTL与非门的外特性 （1）电压传输特性 TTL与非门输出电压与输入电压间的关系 曲线。
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Vo（V） 3.6 A B 2.7
C
VNL
D VNH E
0.3 0
0.6 VoFF 1.4 VT
2（VoNV）i（V）
AB段： Vi <0.6V,T1饱和导通，T2、T5截止， T3、T4导通， Vo= 3.6V。 BC段： 0.6< Vi <1.3V，这时1.3< VB1 <2.1V， T1饱和，T2导通，处于放大状态，T5截止， 且Vi↑→ VB2 ↑→IC2 ↑→ Vo↓。 CD段： Vi =1.4V左右，输入在1.3V基础上 再增大一点点，T2、T5趋于饱和，T3、T4 趋于截止，输出陡然下降。 DE段： Vi >1.4V，各三极管工作稳定， T2、 T5饱和，T3、T4截止，输出为低电平0.3V。
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*TTL电路的几个常用参数：
阈值电压VT：转折区所对应的输入电压。 在数字电路的定性分析中，可以认为 当 Vi < VT时，输入为低电平，当Vi >
VT时，输入视为高电平。 低电平噪声容限VNL ：在保证输出高电平 不低于额定值的90%时，所允许叠加在输 入低电平上的噪声电压。
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&
F
0
E
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作业：P65 2-3
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Y 1 A B C A B C A B C A B A B C C Y 2 A A B C A B B C A B C C A A C B BC
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3-2 中规模集成组合逻辑电路
编码器
译码器
2-4 TTL门电路的其他类型
一、与门 二、与或非门 三、异或门 四、集电极开路门 1.线与 将门电路的输出直接相连，实现其输出的与 逻辑关系。
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普通门不能实现线与。 2.集电极开路与非门（OC门）
A
&
F
B
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*OC门在使用中必须外接电阻和电源。
Vcc
A
&
B
F1
F
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*TTL电路的几个常用参数：
输出高电平VoH：TTL与非门的输出额定高 电平为3V。 输出低电平VoL：TTL与非门的输出额定低 电平为0.3V。 开门电平VoN：保证输出为额定低电平所对 应的最小输入高电平的值。 关门电平VoFF：保证电路输出为额定高电平 的90%所对应的最大输入低电平的值。
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一、TTL与非门 1.电路组成及工作原理
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输入信号的高电平为3.6V，低电平为0.3V。
1）VA、 VB 有一个或两个都是低电平0.3V T1的发射结导通，T1的基极电位VB1 =0.3+0.7=1V，使T1的集电结正偏，T1处 于饱和状态；T2、T5截止，T3、T4导通。 Vo= VCC- VR2 - VBE3 - VBE4
*TTL电路的几个常用参数： 高电平噪声容限VNL ：在保证输出低电平 时，所允许叠加在输入高电平上的噪声电 压。
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（2）输入特性
a.输入伏安特性
输入电压与输入电流间的 关系。
当Vi < 0.6V时，T1的发射 结导通，但由于此时T2处 于截止，流过发射结的电 流即为流过R1的电流。
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1)当VA=VB=0V时， 两只二极管均导通，输出Vo =0.7V。 2）当VA=0V，VB=3V时，二极管DA导通，Vo =0.7V， DB截止。 3）当VA=3V，VB=0V时，二极管DB导通，Vo =0.7V， DA截止。 4）当VA= VB= 3V时，二极管DA、DB导通，Vo =3+0.7=3.7V。
= VCC- VBE3 -VBE4 =3.6V。
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2）当输入端全部加入高电平时
T1的发射结一旦导通的话，会使基极电位VB1 =3.6+0.7=4.3V，该电位可以使T1的集电结正 偏导通，T2、T5的发射结导通，因此，T1的 基极电位最终应为2.1V。T1的发射结截止， 集电结导通，T1工作在倒置状态，其电流放 大系数很低。T2、T5饱和、T3、T4截止。 Vo= VCES5=0.3V。
Ui Uo 0 .3 3 .2 3 .2 0 .3
AF 01 10
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FAB
2-3 TTL门电路
TTL电路是数字集成电路的一种，其内部主 要采用晶体三极管的结构，数字集成电路的 另一类是CMOS电路，其内部电路主要由场 效应管组成。
本节以TTL与非门为例，介绍TTL门电路的 内部结构、工作原理，着重介绍TTL门电路 的外特性
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 电压功能表
逻辑真值表
VA VB Vo
ABF
0
0 - 0 . 7 逻辑
0
0
0
0 3 2 .3
011
3 0 2 . 3 赋值 1 0 1
3 3 2 .3
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1）当Ui=0.3V时，显然三极管截止，流过集电 极电流为0，二极管D导通， Uo =3.2V。 2）当Ui=3.2V时，只要电路参数设置合适，满 足IB> IBS ，则三极管导通， Uo = UCES =0.3V。
TTL与非门输出电压与输出电流间的关系。
a.在输出为高电平时，所接负载电阻RL为 拉电流负载，在输出电流不大时，输出电 压维持3.6V的高电平输出，在输出电流较 大（一般是由负载太小引起）时，会使输 出电压降低。严重会使电路发生逻辑混乱。
b.当电路输出为低电平时，所接负载为灌 电流负载。
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-1.4
流为三极管的倒置集
Iis
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Vi（V）
电极电流，很小。
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当Vi为高电平时，流过输入端的电流称为输 入漏电流IiH
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b.输入负载特性 输入端对地接负载电阻R时，输入电压Vi与该 电阻间的关系。
Vi（V） 1.4
0 1 2 3 R（K）
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（3）输出特性
Ci-1
Ai
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3.多位加法器 （1）串行进位加法器
C3
S3
Si Ci Ci-1 Ai Bi
A3 B3
S2
Si Ci Ci-1 Ai Bi
A2 B2
S1
Si Ci Ci-1 Ai Bi
A1 B1
S0
Si Ci Ci-1 Ai Bi
A0 B0
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（2）并行进位加法器
C i A iB i ( A i B i) C i 1
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S A i B i i C i 1 A i B i C i 1 A i B i C i 1 A i B i C i 1 A i B i C i 1
C i A i B i C i 1 A i B i C i 1 A i B i C i 1 A i B i C i 1 A iB i (A i B i) C i 1
Ii V C CV R B1E V i 4.3 V R V i
1
1
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计算出当Vi=0时，输入短路电流IiS为：
I 4.3V1.4mA
iS
3K
在Vi >0.6V后，T2开 始导通，流过R1的电 流被集电极分流后形
Ii（mA） IiH=10A
成输入电流。
01
在Vi > 1.3V后，T1进 入倒置状态，输入电
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作业：P94 3-3、3-4
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