高中物理第2章电路第6节走进门电路第7节了解集成电路教案粤教版选修3-1

第六节走进门电路第七节了解集成电路
[学习目标］1。

［物理观念]初步了解简单的逻辑电路及表示符号．2。

［科学思维］通过实验理解与、或和非门电路中的结果与条件的逻辑关系,会用真值表表示一些简单的逻辑关系．（重点、难点）3。

［科学态度与责任］初步了解集成电路的作用及发展情况．4。

[科学态度与责任］通过简单的逻辑电路的设计，体现现实意义．
一、门电路
1．门电路：用来实现基本逻辑功能的电子电路．基本的门电路有三种类型：与门电路、或门电路和非门电路．
2．基本门电路
(1）与门电路
①与门电路是实现与逻辑的电子电路,意思是一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生．
②逻辑符号是．
③真值表
输入输出
S1S2Q
000
010
100
11 1
①或门电路是实现或逻辑的电子电路，意思是一个事件的几个条件中，只要有一个条件得到满足，事件就会发生．
②逻辑符号是．
③真值表
输入输出
S1S2Q
000
01 1
10 1
11 1
（3）非门电路
①非门电路是实现非逻辑的电子电路,意思是输出状态与输入状态相反．
②逻辑符号是．
③真值表
输入输出
S Q
0 1
10
1．集成电路（IC)是指把晶体管、电阻、电容等元件，按电路结构的要求，制作在一块硅或陶瓷基片上，再加以封装而成的、具有一定功能的整体电路．
2．集成电路的分类
（1）按功能分可分为三类：数字集成电路、模拟集成电路和微波集成电路．
（2）按集成度可分为六类：小规模集成电路SSI；中规模集成电路MSI；大规模集成电路LSI；超大规模集成电路VLSI；特大规模集成电路ULSI；巨大规模集成电路GSI。

1．正误判断
(1)“与"门和“或”门电路只能有两个输入端．(×）
（2)真值表中的“1”和“0”与算术中的“1”和“0”有本质区别．（√）
(3)如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生，这种关系叫“或"逻辑关系．
（×）(4）具有“或”逻辑关系的电路叫作“或"门．(√）2．在基本的逻辑门电路中，当输入信号中有一个为“0”时，输出信号为“0”的逻辑
门电路是（）
A．与门电路B．或门电路
C．非门电路D．以上都不对
A[输入信号有一个为“0”时，与门电路的输出信号为“0”；或门电路输出什么信号要看另一个输入信号为什么,若另一个输入信号为“1”，那么或门电路输出信号为“1”；非门电路输入“0”时，输出“1”．]
3．下面为一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路（）
输入
M 0 1
输出N 10 A。

与门B．非门C．或门D．与非门
B［由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，故选B。

］
三种门电路的理解
门电路种类类比电路图逻辑关系
与门两个开关都闭合是灯亮的充分必要条件，逻辑关系可示意为错误!＝Q
或门两个开关都闭合是灯亮的充分但不必要条件，逻辑关系可示意为
非门逻辑关系表示为S⇒－Q，Q表示结果成立,－Q 表示结果不成立
【例1】监控系统控制电路如图所示，开关S闭合时，系统白天和晚上都工作,开关S 断开时，系统仅晚上工作．在电路中虚框处分别接入光敏电阻(受光照时阻值减小）和定值
电阻,则电路中（）
A．C是“与”门,A是光敏电阻
B．C是“与”门，B是光敏电阻
C．C是“或”门，A是光敏电阻
D．C是“或”门,B是光敏电阻
D［开关S闭合后，C门的一个输入端是1，系统不管白天和晚上都工作，说明与另一端的逻辑值无关,这说明C门是“或”门．开关S断开时，C门的一个输入端是0，要让系统工作，另一个输入端必须是1，也就是高电压，所以B是光敏电阻，D正确．] 错误!
训练角度1。

对数字信号的理解
1．门电路的信号有两种状态：一种是高电位状态，用“1"表示；另一种是低电位状态，用“0”表示．关于这里的“1"和“0”,下列说法中正确的是( )
A。

“1”表示电压为1 V，“0”表示电压为0 V
B．“1”表示电压大于或等于1 V，“0”表示电压一定为0 V
C．“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值,不表示具体的数字
D．“1”表示该点与电源的正极相连，“0”表示该点与电源的负极相连
C［根据题意,数字信号只有两种状态：“有”和“没有”．门电路的信号状态“1”是高电位状态，代表电路的导通状态，如二极管加正向电压，处于导通状态；“0"是低电位状态，代表电路的断开状态，如二极管加反向电压，处于断开状态．］
训练角度2.对三种门电路符号的理解
2．(多选）如图所示为三个门电路符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”．下列判断正确的是（）
甲乙丙
A．甲为“非"门，输出为“0”B．乙为“与"门，输出为“0"
C．乙为“或”门,输出为“1” D．丙为“与”门，输出为“1”
AC［根据各种门电路的符号，知甲是“非”门，乙是“或”门，丙是“与”门．再根据各个门电路的特点,知甲输出为0，乙输出为1，丙输出为0,故B、D错误，A、C正确．]
两种简单的复合门电路
1．与非门电路
一个与门电路和一个非门电路组合在一起，组成一个复合门电路,称为与非门，如图所示．
其真值表为
输入输出输入输出A1B1Y1A2Y2
0000 1
0100 1
1000 1
11110 一个或门电路和一个非门电路组合在一起,组成一个或非门，如图所示．
其真值表为
输入输出输入输出A1B1Y1A2Y2
0000 1
01110
10110
11110 “0”，如果C输入端为“0"，则A、B两端分别输入（）
A．0 0 B．0 1
C．1 0 D．1 1
A[当C端输入“0”，非门输出“1"．输出端Y输出“0"时，可知或门的输出端必须为“0",则A、B端的输入分别为0，0，A正确．]
研究逻辑关系的基本思路
门电路是数字电路中最简单的逻辑电路．所谓“门”就是一种开关，在一定条件下它允许信息通过,如果条件不满足,信号就被挡在“门”外．研究逻辑关系的基本思路：（1)明确什么是条件，什么是结果;
(2）看条件与结果的内在联系；
（3）写出真值表或逻辑表达式．
错误!
3．如图所示是由“与”门、“或”门和“非"门三个基本逻辑电路组成的一个组合逻辑电路，其中A、B、C为输入端,Y为输出端,在完成下面的真值表时，输出端Y空格中从左到右依次填写都正确的是( ）
A0000111 1
B0011001 1
C0101010 1
Y
A。

00010101 B．00000010
C．00101010 D．以上答案都不正确
C[A、B为“或"门电路，其输出状态为“00111111"．C为“非”门电路，其输出状态为“10101010”．这两个输出端再作为“与"门输入端,故输出端Y的状态为“00101010”．］
［物理观念］逻辑电路门电路复合电路集成电路
[科学思维］用真值表示逻辑关系．
1。

如图所示电路为（）
A．与门电路
B．或门电路
C．非门电路
D．无法判定
C［当开关S闭合时,电灯灭,当开关S断开时，电灯亮，输出是输入的否定，这体现了非逻辑关系．应选C。

］
2。

如图所示为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯的原理电路，图中S为声控开关（有声音时开关闭合，无声音时开关断开），R t为光敏电阻，R1和R2都是定值电阻,A为某
种门电路，L为灯泡．当晚上有人发声时，楼道灯能够自动打开，白天即使有人发声,楼道灯也不会亮．则（)
A．图中A是一个与门电路B．图中A是一个或门电路
C．图中A是一个非门电路D．晚上无光照时L一定亮
A［因为无光照时，有声音,灯泡才亮，否则不亮，无光照和有声音时输入都为“1”,输出为“1”，只要有一个输入为“0”，则输出为“0”，可知该门电路满足“有零为零,全一为一"的要求，即为与门电路．故选项A正确．］
3．如图所示，甲图方框中a、b接线柱输入电压和c接线柱输出电压如图乙所示，则方框中的电路可能是( ）
A B
C D
C［由乙图可知,逻辑关系应为或非关系，故选项C正确．］
4．在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为（）
A．1，0 B．0，1 C．1,1 D．0，0
C［首先从非门电路入手,当B端输入电信号“0"时,D端输出电信号为“1”,所以与
门电路的两输入端均为“1”，因此C端输出电信号为“1”．因此C项正确．]。