数电第三章逻辑门电路
数电第五版(阎石)第三章课后习题及答案
第三章门电路解:两种情况下的电压波形图如图A3.4所示。
【题3.7】试分析图3.7中各电路图的逻辑功能,写出输出的逻辑函数式。
(a )图P3.7(a )电路可划分为四个反相器电路和一个三输入端的与非门电路,如图所示。
从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式,'111'1'1'1)(,,,C B A D C C B B A A ''''111')(C B A C B A C B A D Y(b )图P3.7(b )电路可划分为五个反相器电路和一个或非门电路,如图所示。
从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式:'111''''()()YA B C A B C ABC(c )图P3.7(c )电路可划分为三个与非门电路、两个反相器电路和一个或非门电路,如图所示。
从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式:''')(,)(,)'(,)(G INHH EF G CD F AB E '''''()()'()'()()Y I H AB CD INH AB CD INH(d)图P3.7(d)电路可划分为两个反相器电路和两个传输门电路,如图所示。
从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式:'YBAAB'【题3.8】试画出图3-8(a)(b)两个电路的输出电压波形,输入电压波形如图(c)所示。
输出电压波形如右图所示:【题3.9】 在图3-21所示电路中,G 1和G 2是两个OD 输出结构的与非门74HC03,74HC03输出端MOS 管截止电流为 导通时允许的最大负载电流为这时对应的输出电压V OL (max )=0.33V 。
负载门G 3-G 5是3输入端或非门74HC27,每个输入端的高电平输入电流最大值为 ,低电平输入电流最大值为 ,试求在 、、、、并且满足 ,的情况下, 的取值的允许范围。
数电第三章讲解
(1) 传输门组成的异或门
B=0
A
B
TG1断开, TG2导通
L=A B=1
TG1导通, TG2断开
L=A
TG1
L
TG2
2. 传输门的应用
(2) 传输门组成的数据选择器
C=0
X
TG1导通, TG2断开
L=X
C=1
Y
TG2导通, TG1断开
C
L=Y
VDD TG1 L
TG2
3.3 CMOS逻辑门电路的不同输出结构及参数
3.3.1 CMOS逻辑门电路的保护和缓冲电路 3.3.2 CMOS漏极开路和三态门电路 3.3.3 CMOS逻辑门电路的重要参数
3.3.1 输入保护电路和缓冲电路
采用缓冲电路能统一参数,使不同内部逻辑集成逻辑门电路 具有相同的输入和输出特性。
VDD
vi
基本逻辑
vo
功能电路
输入保护缓冲电路 基本逻辑功能电路 输出缓冲电路
异或门电路324cmos传输门双向模拟开关5v0v电路tg逻辑符号5v0v1传输门的结构及工作原理tp2vttn2v的变化范围为0到5v0v5v0v到5vgsp5v0v到5v5到0v开关断开不能转送信号c00vc15v5v0v5v0v2v5v2v5vgsn5vtg1断开tg2导通tg1导通tg2断开tg1导通tg2断开tg2导通tg1断开tg2tg133cmos逻辑门电路的不同输出结构及参数331cmos逻辑门电路的保护和缓冲电路332cmos漏极开路和三态门电路333cmos逻辑门电路的重要参数331输入保护电路和缓冲电路基本逻辑功能电路基本逻辑功能电路输入保护缓冲电路输出缓冲电路采用缓冲电路能统一参数使不同内部逻辑集成逻辑门电路具有相同的输入和输出特性
数电第三章门电路
§3.4 TTL门电路
数字集成电路:在一块半导体基片上制作出一个 完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。 使用时接:电源、输入和输出。数字集成电 路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价 格便宜的特点。
TTL型电路:输入和输出端结构都采用了半导体晶 体管,称之为: Transistor— Transistor Logic。
输出高电平
UOH (3.4V)
u0(V)
UOH
“1”
输出低电平
u0(V)
UOL
UOL (0.3V)
1
(0.3V)
2 3 ui(V)
1 2 3 ui(V)
阈值UT=1.4V
传输特性曲线
理想的传输特性 28
1、输出高电平UOH、输出低电平UOL UOH2.4V UOL 0.4V 便认为合格。 典型值UOH=3.4V UOL 0.3V 。
uA t
uF
截止区: UBE< 死区电压, IB=0 , IC=ICEO 0 ——C、 E间相当于开关断开。
+ucc
t
4
0.3V
3.2.3MOS管的开关特 恒流区:UGS>>Uth , UDS
性: +VDD
0V ——D、S间相当于 开关闭合。
R
uI
Uo
Ui
NMO S
uO
夹断区: UGS< Uth, ID=0 ——D、S间相当于开关断开。
3.3.4 其它门电路
一、 其它门电路
其它门电路有与非门、或非门、同或门、异或门等等,比如:
二、 门电路的“封锁”和“打开”问题
A B
&
Y
C
当C=1时,Y=AB.1=AB
数电逻辑门电路
数电逻辑门电路逻辑门电路是数字电路中常见的一种电路结构,用于处理不同的逻辑运算和控制信号。
逻辑门电路通常由不同类型的逻辑门组成,如与门、或门、非门、异或门等。
在这篇文章中,我们将介绍几种常见的逻辑门电路以及它们的应用。
1. 与门电路与门电路是最基本的逻辑门之一,其功能是将两个输入信号进行逻辑与运算,输出结果为如果两个输入信号同时为高电平时输出高电平,否则输出低电平。
与门电路通常用于逻辑运算和控制信号的处理,比如电脑中的逻辑电路、开关控制等。
2. 或门电路或门电路是另一种常见的逻辑门,其功能是将两个输入信号进行逻辑或运算,输出结果为如果任一输入信号为高电平时输出高电平,否则输出低电平。
或门电路也广泛应用于逻辑运算和控制信号处理中,例如电脑中的逻辑电路、开关控制等。
3. 非门电路非门电路是一种单输入单输出的逻辑门,其功能是将输入信号取反输出,即如果输入信号为高电平则输出低电平,如果输入信号为低电平则输出高电平。
非门电路通常用于信号反转、逻辑反相等应用。
4. 异或门电路异或门电路是一种常见的逻辑门,其功能是将两个输入信号进行逻辑异或运算,输出结果为如果两个输入信号不相同则输出高电平,否则输出低电平。
异或门电路在数字电路设计中经常被使用,例如数据的误码检测、加法器电路等。
以上是几种常见的逻辑门电路,下面我们将介绍一个简单的逻辑门电路示例:4位全加器电路。
4位全加器电路是由4个异或门、3个与门和1个或门组成的逻辑电路,用于实现4位二进制数的加法运算。
该电路的原理是将两个4位二进制数相加,得到和输出以及进位输出。
当输入信号为A3-A0、B3-B0时,输出信号为S3-S0代表和值,C代表进位位。
在4位全加器电路中,每个异或门接收两个输入信号A和B,输出一个异或运算结果;每个与门接收三个输入信号A、B和C_in,输出一个与运算结果;一个或门接收四个输入信号S0-S3,输出一个或运算结果。
将这些逻辑门按照接线图正确连接,就可以实现全加器电路的功能。
数电-03逻辑门电路
速度两倍于74HC 与TTL兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低
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
7
3、门电路的符号
& 1 & 与非门 & CS 或门 =1 异或门 = 同或门 (OC/OD门)
&
≥1
≥1 或非门 & 三态与非门 (TSL门) 集电极/漏极开路 与非门 *
总线
&
& ……
A B CS
&
TSL门既可线与,又保持了 TTL与非门的推拉式输出级→ 带负载能力和工作速度均↑ ——性能优越,应用广泛。 *
27
2、数据的双向传输:
两个三态门组成的电路, 门1为低电平使能 门2为高电平使能
G1
E=0,门1导通,门2禁止, 数据从AB E=1,门2导通,门1禁止, 数据从BA
低电平 使能
A B CS &
CS
0
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
L 1 1 1 0
低电平 使能
1 L CS 1
× ×
高阻
片选端或 使能端
A 0 0 1 1 ×
B 0 1 0 1 ×
L 1 1 1 0 高阻
高电平 使能
*
0
26
三态门(TSL门)的应用:
1、多路数据传输
多个部件以TSL门作为输出,并以线与的方式连接, 构成总线形式的电路。 A B CS A B CS & 要求:同一时刻,只允许一个部件的 数据进入总线,其它应与总线断路。 方法:分时控制各个门的CS端,使相 应的TSL门的CS =1,其它TSL门的 CS =0。 A B CS
数电-第三章逻辑门电路
了解和掌握常见时序逻辑电路的原理和应用,如寄存器、 计数器、顺序脉冲发生器等。
可编程逻辑器件应用
1 2
可编程逻辑器件简介
了解可编程逻辑器件的基本概念和分类,如PAL、 GAL、CPLD、FPGA等。
可编程逻辑器件编程
学习使用相应的开发工具和编程语言,对可编程 逻辑器件进行编程和配置,实现特定的逻辑功能。
典型组合逻辑电路
了解和掌握常见组合逻辑电路的 原理和应用,如编码器、译码器、
数据选择器、比较器等。
时序逻辑电路分析与设计
时序逻辑电路分析
分析时序逻辑电路的工作原理,包括触发器的状态转换、 时钟信号的作用等,进而理解电路的功能。
时序逻辑电路设计
根据实际需求,设计实现特定功能的时序逻辑电路。包括 确定输入、输出变量,选择适当的触发器类型,画出状态 转换图或时序图等步骤。
数电-第三章逻辑门 电路
• 逻辑门电路基本概念 • 基本逻辑门电路 • 复合逻辑门电路 • 逻辑门电路应用 • 逻辑门电路实验与仿真 • 逻辑门电路总结与展望
目录
Part
01
逻辑门电路基本概念
逻辑门定义与分类
逻辑门定义
逻辑门是数字电路中的基本单元 ,用于实现基本的逻辑运算功能 ,如与、或、非等。
逻辑符号为带有小圆圈的与门符号。
或非门电路
01
02
03
或非门逻辑功能
实现输入信号的逻辑或操 作,并取反输出结果。
或非门符号
逻辑符号为带有小圆圈的 或门符号。
或非门真值表
输入全为0时,输出为1; 输入有1时,输出为0。
异或门电路
异或门逻辑功能
实现输入信号的异或操作, 即输入信号相同时输出为0, 不同时输出为1。
逻辑门电路原理
逻辑门电路原理
逻辑门电路是由逻辑门元件(比如与门、或门、非门等)组成的电路,用于实现不同逻辑功能的处理。
逻辑门电路的原理是基于布尔代数的原理,通过输入信号的组合,产生特定的输出信号。
与门是逻辑门电路中最简单的一种。
它有两个输入端和一个输出端。
当两个输入同时为高电平(1)时,输出才为高电平(1),否则输出为低电平(0)。
与门电路可以用晶体管来实现。
其中,两个输入信号接通到两个晶体管的基极,输出信号从两个晶体管的发射极中获取。
或门是逻辑门电路中另一种常见的门电路。
它也有两个输入端和一个输出端。
当两个输入中至少一个为高电平(1)时,输出就为高电平(1),只有当两个输入都为低电平(0)时,输出为低电平(0)。
或门电路可以通过将两个输入信号连接到两个晶体管的集电极,输出从两个晶体管的发射极中获取来实现。
非门是逻辑门电路中最简单的一种反转门电路。
它只有一个输入端和一个输出端。
当输入为高电平(1)时,输出为低电平(0),反之亦然。
非门电路可以通过一个晶体管来实现,输入信号通过晶体管的基极,输出来自晶体管的发射极。
逻辑门电路的原理基于布尔代数,通过在输入信号之间的逻辑运算,实现特定的逻辑功能。
在电子数位系统中,逻辑门电路被广泛应用于数字电路中,如计算机、电子器件等。
它们可以
实现逻辑运算、信号控制、数据存储等功能,是现代电子设备中不可或缺的一部分。
数字电子技术江晓安答案
数字电子技术江晓安答案【篇一:数字电路教学大纲】txt>一、课程基本情况教学要求:二、课程的性质、目的和任务:①、课程性质:《数字电子技术》是机电一体化技术、电气自动化技术等专业的一门专业基础课,是理论和实际紧密结合的应用性很强的一门课程。
是在学完《电路基础》和《模拟电子技术》课程后,继续学习数字电子技术方面知识和技能的一门必修课。
②、本课程的目的:从培养学生的智力技能入手,提高他们分析问题、解决问题以及实践应用的能力,为学习其它有关课程和毕业后从事电子、电气工程、自动化以及计算机应用技术方面的工作打下必要的基础。
③、本课程的任务:本课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念、基本理论、基础知识和基本技能,熟悉数字电路中一些典型的、常用的集成电路原理,功能及数字器件的特性和参数。
掌握数字电路的分析方法和设计方法。
通过这门课程的学习和训练,达到掌握先进电子技术的目的。
并为今后学习有关专业课及解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。
本课程的研究内容该课程教学内容主要包括:逻辑代数基础、门电路、触发器等与数电技术及相关的课题。
本课程的研究方法三、本课程与相关课程的联系(先修后修课程)本课程的先修课程是高等数学、普通物理、电路理论及模拟电子技术,本课程应在电路理论课学过一学期之后开设。
要求学生在网络定理(如戴维南定理、迭加原理和诺顿定理等)、双口网络、线性交流电路和暂态分析等方面具有一定基础。
?四、教学内容和基本要求各章节主要内容、重点难点及学生所需掌握的程度。
(一般了解,理解和重点掌握)教学内容:第一章数制和码制第一节概述第二节几种常用的数制第三节不同数制间的转换第四节二进制算术运算第五节几种常用的编码第一节概述第二节逻辑代数中的三种基本运算第三节逻辑代数的基本公式和常用公式第四节逻辑代数的基本定理第五节逻辑函数及其表示方法第六节逻辑函数的化简方法第七节具有无关项的逻辑函数及其化简第三章门电路第一节概述第二节半导体二极管门电路第三节 cmos门电路第四节 ttl门电路第四章组合逻辑电路第一节概述第二节组合逻辑电路的分析方法和设计方法第三节若干常用的组合逻辑电路第四节组合逻辑电路中的竞争——冒险现象第五章触发器第一节概述第二节sr锁存器第三节电平触发的触发器第四节脉冲触发的触发器第五节边沿触发的触发器第六节触发器的逻辑功能及其描述方法第一节概述第二节时序逻辑电路的分析方法第三节若干常用的时序逻辑电路第四节时序逻辑电路的设计方法第五节时序逻辑电路中的竞争——冒险现象第七章半导体存储器第一节概述第二节只读存储器(rom)第三节随机存储器(ram)第四节存储器容量的扩展第五节用存储器实现组合逻辑函数第八章可编程逻辑器件第一节概述第二节可编程阵列逻辑(pal)第三节通用阵列逻辑(gal)第四节可擦除的可编程逻辑器件(epld)第五节复杂的可编程逻辑器件(cpld)第六节现场可编程门阵列(fpga)第七节在系统可编程通用数字开关(ispgds)第八节 pld的编程第九章脉冲波形的产生和整形第一节概述第二节施密特触发器第三节单稳态触发器第四节多谐振荡器第五节 555定时器及其应用第十章数-模和模-数转换第一节概述第二节 d/a转换器第三节 a/d转换器五、课程考核办法课程成绩由两部分组成:平时成绩和期末考试平时成绩考核方式:由学习中心辅导教师负责考核或网上作业系统自测期末考试考核方式:大作业/考试笔试/口试开卷/闭卷总评成绩构成:平时成绩20%;考试成绩80%。
数电-第三章 门电路
三、门电路概述 • 工艺分类 –双极型门电路 双极型门电路 – MOS门电路 门电路 – Bi-CMOS电路 电路 • 基本逻辑门电路 –与门、或门、非门 与门、或门、 与门 • 常用门电路 –与门、或门、非门 与门、 与门 或门、 –与非门、或非门、与或非门、同或、异或 与非门、 与非门 或非门、与或非门、同或、
A B ≥1 L=A+B
逻辑电平关系 正逻辑
真值表
VD1 A VD2 B R Y
A/V B/V Y/V
0 0 3 3 0 3 0 3 0 2.3 2.3 2.3
A B
0 0 1 1 0 1 0 1
Y
0 1 1 1
只有A、B同时为低电平(0V),Y才为低电平 (0V)。即:只有A+B=0,才有Y=0。 只要A、B中有一个为高电平(3V),Y就为高电 平(2.3V),即:只要A+B=1,则Y=1。 这种或门电路同样存在“电平偏离” 这种或门电路同样存在“电平偏离”和带载能力差的问 题
四、二极管或门 或门
VD1 A
Y 2.7V 0V
3V 0V A、B——输入,Y——输出 VD2 B 以A=1为例 设:UIH=3V, UIL=0V 0V 二极管正向导通压降 UDF=0.7V。
R
只要A、B中有一个为高电平(3V), 则相应的二极管导通, Y就为低电平(2.3V),即:只要A+B=1,则Y=1。 只有A、B同时为低电平(0V),两个二极管均截止。 Y才为低电平(0V),即:只有A+B=0,才有Y=0 所以:管的截止条件和等效电路 当输入信号uI=UIL=0.3V时(UBE=0.3V<0.5V) i 三极管截止,B=0, iC ≈ 0, uO=UOH=UCC 可靠截止条件为:UBE<0V 截止时,iB、iC都很小,三个极均可看作开路
数电逻辑门电路
数电逻辑门电路
逻辑门电路是数字电路中最基本的组成部分,它执行基本的逻辑运算,如 AND、OR、NOT 等。
常见的逻辑门
•AND 门:只有当所有输入都为高电平时,输出才为高电平。
•OR 门:只要有一个输入为高电平时,输出就为高电平。
•NOT 门:当输入为高电平时,输出为低电平,反之亦然。
•NAND 门:与 AND 门相同,但输出取反。
•NOR 门:与 OR 门相同,但输出取反。
•XOR 门:只有当输入不同时,输出才为高电平。
•XNOR 门:只有当输入相同时,输出才为高电平。
逻辑门符号
每个逻辑门都有一个标准符号,用于表示其功能和输入/输出关系。
逻辑门特性
•逻辑电平:逻辑门通常使用高电平和低电平表示二进制信号。
•传递延迟:逻辑门之间有延迟时间,称为传递延迟。
•扇出:逻辑门可以驱动多个其他逻辑门,其数量称为扇出。
•功耗:逻辑门消耗功率,这取决于其尺寸、类型和开关频率。
逻辑门应用
逻辑门电路用于各种数字系统中,包括:
•计算机
•智能手机
•数字仪表
•控制系统
•数据通信
逻辑门实现
逻辑门电路可以通过以下方式实现:
•分立器件:使用晶体管、电阻器和二极管等分立器件构建。
•集成电路(IC):将多个逻辑门集成到一个单一的 IC 芯片中。
•现场可编程门阵列(FPGA):提供可编程逻辑,允许用户配置自定义逻辑门电路。
数电组合逻辑电路门电路设计
数电组合逻辑电路门电路设计
数电组合逻辑电路的设计包括确定逻辑功能和选择适当的门电路进行实现。
首先,确定所需的逻辑功能。
这可能是一个布尔代数的表达式,如与、或、非等。
例如,如果需要实现一个逻辑与门,可以使用以下布尔代数表达式:Y = A * B。
然后,选择适当的门电路进行实现。
常见的门电路有与门、或门、非门等。
与门用于实现逻辑与功能,或门用于实现逻辑或功能,非门用于实现逻辑非功能。
对于上面的例子,可以选择一个与门电路进行实现。
与门电路有两个输入端和一个输出端。
根据布尔表达式,将输入A和
B连接到与门的两个输入端,将输出Y连接到与门的输出端。
最后,根据具体的设计需求,选择合适的门电路芯片进行设计。
常见的门电路芯片有与门芯片、或门芯片、非门芯片等。
可以根据需要的输入输出端口数目和电压要求选择合适的芯片。
综上所述,数电组合逻辑电路门电路设计包括确定逻辑功能、选择适当的门电路和门电路芯片进行实现。
什么是逻辑门电路
什么是逻辑门电路逻辑门电路是指由逻辑门组成的电路,用于对逻辑信号进行运算和控制。
逻辑门是一种基本的数电器件,可以实现逻辑运算,如与、或、非等,常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
逻辑门电路可以简单的理解为一个逻辑功能的实现器,根据输入信号的不同,输出不同的逻辑结果。
逻辑门使用布尔代数进行描述,通过将输入信号与逻辑运算规则相结合,得到输出信号。
目前,常见的逻辑门电路有数字式和模拟式两种。
数字式逻辑门电路主要用于数字计算机、数字电路和通讯等领域,其中包括与门、或门、与非门等。
模拟式逻辑门电路主要用于模拟计算机、模拟电路和通讯等领域,其中包括模拟与门、模拟或门等。
在数字电路中,逻辑门电路广泛应用于计算机的计算和控制系统中。
例如,在计算机的中央处理器(CPU)中,逻辑门电路用于处理和运算指令,控制计算机的各项操作。
此外,逻辑门电路还可以用于编码器、解码器、计数器、存储器等的设计与实现。
逻辑门电路的设计和实现需要经过多个步骤。
首先,需要确定所需的逻辑运算规则和功能;然后,选择合适的逻辑门类型和数量;接着,按照逻辑门的真值表,确定逻辑门的输入输出关系;最后,将逻辑门按照设计要求进行连接和布局。
在逻辑门电路的实现中,一般使用逻辑门芯片。
逻辑门芯片是将多个逻辑门组合在一个集成电路芯片中,使得电路更加简洁、稳定和可靠。
逻辑门芯片具有功能强大、体积小巧等特点,能够满足不同规模和需求的电路设计。
逻辑门电路的应用不仅仅局限于计算机领域,还广泛应用于电子、通信、自动控制、仪器仪表等领域。
逻辑门电路在现代技术中扮演着重要的角色,推动了数字化、自动化和智能化的发展。
总之,逻辑门电路是一种基本的数电器件,用于对逻辑信号进行运算和控制。
逻辑门电路广泛应用于计算机、电子、通信等领域,是现代技术发展的重要组成部分。
随着科技的进步,逻辑门电路的应用将会更加广泛,对推动技术的发展和应用有着重要的作用。
数电实验实验三 组合逻辑电路
1. 测试用异或门和与非门组成的半加器的逻辑功能
如果不考虑来自低位的进位而能够实现将两个 1 位二进制数相加的电路,称为半加器,
半加器的符号如图 3-2 所示。
半加器的逻辑表达式为:
S = AB + AB = A B CO = AB
12
根据半加器的逻辑表达式可知,半加和 S 是输入 A、B 的异或,而进位 CO 则为输入 A、 B 相与,故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成,电路如图 3-3 所示。 (仿真图,并把仿真结果填入表中)
2. 用卡诺图或代数法化简,求出最简逻辑表达 式。
设计要求 逻辑抽象
真值表
3. 根据简化后的逻辑表达式,画出逻辑电路图。
若已知逻辑电路,欲分析组合电路的逻辑功能, 逻辑表达式
则分析步骤为:
代数法化减
卡诺图 卡诺图法化减
1. 由逻辑电路图写出各输出端的逻辑表达式。
2. 由逻辑表达式列出真值表。
最简逻辑表达式
实验三 组合逻辑电路
姓名: 赖馨兰 班级: 光信 1802 学号:1810830225
一、实验目的
1. 通过简单的组合逻辑电路设计与调试,掌握采用小规模(SSI)集成电路设计组合逻
辑电路的方法。
2. 用实验验证所设计电路的逻辑功能。
3. 熟悉、掌握各种逻辑门的应用。
二、实验原理
组合逻辑电路是最常见的逻辑电路之一,可以用一些常用的门电路来组合成具有其他功
要求:写出详细的设计过程,画出完整的控制电路图,并在实验以上选择相应的器件对 所设计的电路进行实验测试,记录实验结果。 (仿真图)(设计过程) 设计过程: 1.列真值表 设 0 为开关切断,1 为接通。L=0 为灯泡不亮,L=1 为灯泡亮,初始状态为三个开关都为断 开状态,且灯泡不亮。
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。
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1 二极管逻辑门电路
1.1 二极管的开关特性 1.2 二极管与门 1.3 二极管或门 1.4 二极管门电路的优、缺点
数电第三章逻辑门电路
1.1 二极管的开关特性
1.二极管符号: + iD uD
uo为低电平
uo为高电平
1.2 二极管与门
大于3V为高电平 逻辑1表示 小于0.7V为低电平 逻辑0表示
5V
D1
A
D2 0V B
+VCC(+5V) R 3kΩ
Y
思考:Y如何和A、B构成与逻辑 关系?
A
B
Y
0V
0V 0.7?V
5V
0V A
+ 5V
D
0.7V
1
3kΩ
Y
D2 0V B
数电第三章逻辑门电路
5V 5V 5V?
5V
D1
A
D2 5V B
数电第5三V章逻辑门电路
+ 5V 3kΩ
Y
5V A
0V B
A B
uA uB uY
D1 D2
0V 0V 0.7V 导通 导通
+VCC(+5V) R
0V 5V
0.7V
导通 截止
D1
3kΩ
5V 0V 0.7V 截止 导通
D2
Y 5V 5V 5V 截止 截止
大于3V为高电平 逻辑1表示
-
ui=0V时,二极管截止,如 同开关断开,uo=0V。
D +
RL uo + ui=0V - -
ui=0V 时 的 等 效 电 路
开关电路
ui=5V时,二极管导通,如同0.7V 的电压源,uo=5-0.7=4.3V。
D
+-
+
0.7V RL uo
+ ui=5V -
-
ui=5V 时 的 等 效 电 路
❖ 当ui为低电平时 D截止数电,第三章逻❖辑门当电u路i为高电平时 D导通,
2.3 TTL反相器、与非门、或非门
2.4 其他类型的TTL逻辑门 (三态门、集电极开路门)
2.5 TTL电路常识
2.6 小结
数电第三章逻辑门电路
2.1三极管的开关特性
1.三极管的结构 一侧它称有为两发种射类区型,:电N极PN称型为和发PN射另P极型一,。侧称为集电区和集电极,
在在用半半E导导或体体e表中中掺掺示入入(五三E价价m杂杂it质质te元元r)素素;,,如例用硼如C磷、或镓,c、可表形铟示等成(形NC型成o半Pll型e导c半t体o导r)体。
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。
本章重点介绍逻辑运算的物理实现电路。
2.逻辑0和逻辑1:0和1在逻辑代数中代表的两种不同的状态。 在电子电路中用高、低电平来表示。
正逻辑:1表示高电平, 0表示低电平 负逻辑:0表示高电平, 1表示低电平
高/低电平都允许有一定的变化范围
β
e
②放大状态
+VCC
放大区条件:当ui大于0.7V 发射结处于导通状态,iC与iB成β放大关系例
+
Rb
Rc bc
iB
++
Ui>0.7V -
0.7V -
iB(ui 0.7)/Rb
e
-βiB
如图中iB=40μA,iC=2mA;iB=80μA,
iC=4mA; β=50
+
uo
此时集电极和发射极之间可以看成一个受控 电流源大小等于 βiB
iB不同,输出特性 曲线不同。
①截止状态
+VCC
截止区条件:ui小于0.7V时; 发射结处于截止状态;
+
Rb b c Rc
iB=0;iC=0。
+
集电极和发射极相当于断开,
ui=UIL<0.7V
uo=+VCC uo=UCE=VCC
-
e
-
数电第三章逻辑门电路
+VCC Rc iC
Rb b ui iB
c uo
+VCC(+5V)
A
B
Y
R
5V
D1
3kΩ
0V 0V 0.7V
A
Y
5V
0V 0?.7V
D2 0V B
0V
5V 0?.7V
5V A
5V
B
+ 5V
3kΩ
D1
Y
D02 .7V
数电第三章逻辑门电路
5V
D1
A
D2 0V B
+VCC(+5V)
A
B
Y
R
3kΩ
0V 0V 0.7V
Y
5V
0V 0.7V
0V 5V 0.7V
正极
2.二极管的伏安特性:
iD D + uD - R
D
限流电阻
负极
※当电压ui>0.7V 二极管导通后,uD= 0.7V iD=(ui-0.7)/R
+ ui -
※当电压ui<0.7V 二极管截止,处于断开状态
开关电路
iD=0V
数电第三章逻辑门电路
3.二极管的开关电路的等效电路
D
+
+
ui
RL uo
-
e-中b间间的部P分N称结为称基为区发,射连结上(Jce电-)b极间称的为PN基结极称,为集电结(Jc) 用B或b表示(Base);
NPN型和PNP型三极管
数电第三章逻辑门电路
2.以NPN三极管为例,说明三极管的的工作原理及特性曲线
+VCC Rc iC
Rb b ui iB
c uo
β
发射结可以
e 看成二极管
R
3kΩ
A
B
Y
A ≥1
0
0
0
Y
0
1
1
B
1
0
1
Y=A+B 数电第三章逻辑门电路
1
1
1
1.4 二极管门电路的缺点
❖ 电平有偏移,带负载能力差 因此,二极管门电路通常只用于集成电路内部电路
数电第三章逻辑门电路
2 TTL逻辑门电路
2.1 三极管的开关特性 2.2 三极管非门
由三极管和若干电阻 构成的逻辑门 Transistor-Transistor Logic
小于0.7V为低电平 逻辑0表示
AB
Y
根据真值表,可以
判断该电路为与门
00
0
&
Y
01
0
10
0
Y=AB
数电第三章逻辑门1电路 1
1
1.3 二极管或门
A B D1 D2 Y
5V A
D1 0V B
D2
0V 0V 截止 截止 0V
0V 5V 截止 导通 4.3V
5V 0V 导通 截止 4.3V
Y
5V 5V 导通 导通 4.3V
第三章 逻辑门电路
0 概述 1 二极管逻辑门电路 2 TTL逻辑门电路 3 CMOS逻辑门电路
数电第三章逻辑门电路
教学基本要求
1、了解半导体器件的开关特性。 2、掌握基本逻辑门、三态门、集电极开路门的逻 辑功能。 3、掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。
数电第三章逻辑门电路
0 概述
1.逻辑门电路:用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。
- uo=UCE=VCC- iCRC=Vcc-βiBRC
数电第三章逻辑门电路
+VCC Rc iC
Rb b ui iB
c uo
β
e
③饱和状态
+VCC
+
Rb b c Rc ++
+
iB
Ui>0.7V -
0.7V -
iB(ui 0.7)/Rb
e
uo=0.3V
-0.3V
-
饱和区条件:ui大于0.7V 发射结导通
此时集电极和发射极可以看成短路 ic=Ics=(VCC-UCES)/RC uo=UCES=0.2-0.3V