门电路和基本逻辑门mm
基本逻辑门电路
基本逻辑门电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一节基本逻辑门电路1.1 门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。
实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等（用逻辑1表示高电平；用逻辑0表示低电平）11.2 与门：逻辑表达式F＝A B即只有当输入端A和B均为1时,输出端Y才为1,不然Y为0.与门的常用芯片型号有:74LS08,74LS09等.11.3 或门：逻辑表达式F＝A+ B即当输入端A和B有一个为1时,输出端Y即为1,所以输入端A和B均为0时,Y才会为O.或门的常用芯片型号有:74LS32等.11.4．非门逻辑表达式F=A即输出端总是与输入端相反.非门的常用芯片型号有:74LS04,74LS05,74LS06,74LS14等.11.5．与非门 逻辑表达式 F=AB即只有当所有输入端A 和B 均为1时,输出端Y 才为0,不然Y 为1.与非门的常用芯片型号有:74LS00,74LS03,74S31,74LS132等.11.6．或非门： 逻辑表达式 F=A+B即只要输入端A 和B 中有一个为1时,输出端Y 即为0.所以输入端A 和B 均为0时,Y 才会为1.或非门常见的芯片型号有:74LS02等.11.7．同或门: 逻辑表达式F=A B+A BA F B11.8.异或门：逻辑表达式F=A B+A B=AF B11.9.与或非门：逻辑表逻辑表达式F=AB+CD AB C F D11.10.RS 触发器：电路结构把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS 触发器，其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。
它有两个输入端R 、S 和两个输出端Q 、Q 。
工作原理 :基本RS 触发器的逻辑方程为：根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当R=1、S=0时，则Q=0,Q=1,触发器置1。
电路中的逻辑门与门电路
电路中的逻辑门与门电路在现代科技高度发达的时代，电路是我们不可或缺的一部分。
而电路中的逻辑门是电子设备中最基本的组件之一。
逻辑门是一种能够处理和操作逻辑信号的电路元件，其起到了实现逻辑运算的关键作用。
逻辑门的种类有很多，例如与门、或门、非门、异或门等，每种逻辑门都有特定的功能和实现方式。
在逻辑电路中，使用逻辑门来实现不同的逻辑运算，例如逻辑与、逻辑或、逻辑非等。
首先，让我们来了解一下与门。
与门是最简单的逻辑门之一，它的输入端连接着两个或多个输入信号，只有当所有输入信号都为高电平时，与门的输出端才会输出高电平。
这意味着，只有当所有输入信号都为真时，与门的输出才会为真。
与门常用于判断两个或多个条件是否同时满足，例如在电路中实现按键的同时触发功能。
接下来，让我们来探讨一下或门。
或门与与门相反，只要任意一个或多个输入信号为高电平，或门的输出端就会输出高电平。
或门可以用来实现逻辑或运算，例如在电路中实现多个开关中的任意一个打开即可触发的功能。
另外一个常见的逻辑门是非门。
非门只有一个输入信号，并且其输出信号与输入信号相反。
即当输入信号为高电平时，非门的输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，非门的输出信号为高电平。
非门可以用来实现逻辑非运算，例如在电路中实现开关的相反功能。
除了上述几种基本的逻辑门外，还有一种非常有用且复杂的逻辑门，它就是异或门。
异或门的输出信号只有当输入信号相同时才会为低电平，输入信号不同时才会为高电平。
异或门常用于实现逻辑异或运算，例如在电路中实现两种不同类型输入信号的判断。
对于逻辑门的组合运用，可以实现更加复杂和多样化的功能。
通过将不同的逻辑门组合在一起，可以实现各种逻辑运算以及复杂的计算功能。
例如，可以通过结合与门和非门来实现逻辑与非运算等。
这种灵活的组合运用，使得逻辑门在电子设备中的应用变得十分广泛。
尽管逻辑门看起来很简单，但是它们在电路中发挥着至关重要的作用。
通过逻辑门的组合和运用，我们可以实现各种各样的电子设备和功能。
基本逻辑门电路
=2V。
D(1 .4V,0.3V)
2 .0
1 .5
E(3 .6V,0 .3V)
1 .0
（5）阈值电压Vth——电压传输V O L特（ m a性x ）0 .5的0过.4V 渡区D 所对应的E 输入电
压
，
即
决
定
电
路
截
止和
导
通
的分
界线 Vo (V ) 0 .5
，1 .0
也1 .5
是2 .0
决2 .5
定输出 3 .0 3 .5 4 .0
1 1
33
D
A
31
T1A
T22A T22 B
13
T1 B
B
L
3
1
2T3 R3
A ≥1 B
L=A+B
3．与或非门
R1 A
R2
R1B
1
+V CC R4
3
T2 4
1 1
33
D
A1 A2
31
T1A
T22A T22B
13
T1 B
B1 B2
3
L
1
2T3 R3
4．集电极开路门（ OC门）
在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与 逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。 为此，专门生产了一种可以进行线与的门电路——集电极开路门。
所以该电路满足与非逻辑关系，即： LABC
D1
A
D2
B
C
D3
R 3kΩ
P D4
D5 1
R1 4.7kΩ
+VCC（+5V）
Rc 1kΩ
3
基本逻辑关系和常用逻辑门电路
第2章基本逻辑关系和常用逻辑门电路通常，把反映“条件”和“结果”之间的关系称为逻辑关系。
如果以电路的输入信号反映“条件”，以输出信号反映“结果”，此时电路输入、输出之间也就存在确定的逻辑关系。
数字电路就是实现特定逻辑关系的电路，因此，又称为逻辑电路。
逻辑电路的基本单元是逻辑门，它们反映了基本的逻辑关系。
基本逻辑关系和逻辑门2.1.1 基本逻辑关系和逻辑门逻辑电路中用到的基本逻辑关系有与逻辑、或逻辑和非逻辑，相应的逻辑门为与门、或门及非门。
一、与逻辑及与门与逻辑指的是：只有当决定某一事件的全部条件都具备之后，该事件才发生，否则就不发生的一种因果关系。
如图2.1.1所示电路，只有当开关A与B全部闭合时，灯泡Y才亮；若开关A或B其中有一个不闭合，灯泡Ｙ就不亮。
这种因果关系就是与逻辑关系，可表示为Y＝A•B，读作“A与B”。
在逻辑运算中，（a）常用符号（b）国标符号图2.1.1 与逻辑举例图2.1.2 与逻辑符号与门是指能够实现与逻辑关系的门电路。
与门具有两个或多个输入端，一个输出端。
其逻辑符号如图2.1.2所示，为简便计，输入端只用A和B两个变量来表示。
与门的输出和输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为：Y＝A•B＝AB两输入端与门的真值表如表2.1.1所示。
波形图如图所示。
A B Y0 000 101 001 11由此可见，与门的逻辑功能是，输入全部为高电平时，输出才是高电平，否则为低电平。
二、或逻辑及或门或逻辑指的是：在决定某事件的诸条件中，只要有一个或一个以上的条件具备，该事件就会发生；当所有条件都不具备时，该事件才不发生的一种因果关系。
如图2.1.4所示电路，只要开关A或B其中任一个闭合，灯泡Y就亮；A、B都不闭合，灯泡Y才不亮。
这种因果关系就是或逻辑关系。
可表示为：Y＝A＋B读作“A或B”。
在逻辑运算中或逻辑称为逻辑加。
表2.1.1 与门真值表图2.1.3 与门的波形图或门是指能够实现或逻辑关系的门电路。
什么是逻辑门电路常见的逻辑门有哪些
什么是逻辑门电路常见的逻辑门有哪些逻辑门电路是现代电子电路中常见的一种技术组件，在计算机科学和电子工程领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍逻辑门电路的概念以及常见的逻辑门类型。
一、什么是逻辑门电路逻辑门电路是一种由逻辑门组成的电子电路，用于执行逻辑运算。
逻辑门是一个具有一个或多个逻辑输入和一个逻辑输出的设备，它根据输入信号的逻辑状态（通常是高电平或低电平）产生相应的输出信号。
逻辑门电路由多个逻辑门组成，通过逻辑门之间的连接和组合，可以实现复杂的逻辑运算和控制功能。
逻辑门电路广泛应用于数字电子系统，如计算机、手机、数码电视等。
二、常见的逻辑门类型1. 与门（AND Gate）与门是最基本的逻辑门之一，它具有两个或多个输入端和一个输出端。
当所有输入端都为高电平时，输出端才为高电平；只要有一个输入端为低电平，输出端就为低电平。
与门的符号通常用一个圆圈表示，并在圆圈内部标注与门的名称和输入端的数量。
例如，一个具有两个输入端的与门的符号为： |───|AND|───|2. 或门（OR Gate）或门是另一个常见的逻辑门，在多个输入端中只要有一个为高电平时，输出端就为高电平；只有所有输入端都为低电平时，输出端才为低电平。
或门的符号通常用一个“＋”符号表示，并在符号上标注或门的名称和输入端的数量。
例如，一个具有三个输入端的或门的符号为： ___───| OR |───___3. 非门（NOT Gate）非门也被称为反相器，它只有一个输入端和一个输出端。
非门的输出与输入电平相反，即当输入端为高电平时，输出端为低电平；当输入端为低电平时，输出端为高电平。
非门的符号通常用一个小圆圈表示，并在圆圈内部标注非门的名称。
例如，一个非门的符号为：|───|NOT|───|4. 异或门（XOR Gate）异或门是逻辑门中的一种特殊类型，它具有两个输入端和一个输出端。
当两个输入端的电平相同时，输出端为低电平；当两个输入端的电平不同时，输出端为高电平。
基本逻辑门电路符号和口诀
无论多么复杂的单片机电路，都是由若干基本电路单元组成的。
2.2.1 常用的逻辑门电路最基本的门电路是与、或、非门，把它们适当连接可以实现任意复杂的逻辑功能。
用小规模集成电路构成复杂逻辑电路时，最常用的门电路是与（AND）、或（OR）、非（INV BUFF）、恒等（BUFF）、与非（NAND）、或非（NOR）、异或（XOR）。
主要是因为这7种电路既可以完成基本逻辑功能，又具有较强的负载驱动能力，便于完成复杂而又实用的逻辑电路设计。
1.与门与门是一个能够实现逻辑乘运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式：F = A·B 其记忆口诀为：有0出0，全1才1。
2.或门或门是一个能够实现逻辑加运算的多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式：F = A+B其记忆口诀为：有1出1，全0才0。
3.xx实现非逻辑功能的电路称为xx，有时又叫反相缓冲器。
xx 只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是：F =A非xx逻辑符号4.恒等门实现恒等逻辑功能的电路称为恒等门，又叫同相缓冲器。
恒等门只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是：F = A同相缓冲器和反相缓冲器在数字系统中用于增强信号的驱动能力。
5.与xx与和非的复合运算称为与非运算，逻辑函数式是：F = A.B 非其记忆口诀为：有0出1，全1才0。
6.或xx或与非的复合运算称为或非运算，逻辑函数式是：F = A+B非其记忆口诀为：有1出0，全0才1。
7.异或门异或逻辑也是一种广泛应用的复合逻辑，其记忆口诀为：相同出0，不同出1。
逻辑门电路是单片机外围电路运算、控制功能所必需的电路。
在单片机系统中我们经常使用集成逻辑电路（常称为集成电路）。
一片集成逻辑门电路中通常含有若干个逻辑门电路，如7400为4重二输入与xx，即7400内部有4个二输入的与xx。
高速CMOS74HC逻辑系列集成电路具有低功耗、宽工作电压、强抗干扰的特性，是单片机外围通用集成电路的首选系列。
基本逻辑门电路
第三节基本逻辑门电路基本逻辑运算有与、或、非运算，对应的基本逻辑门有与、或、非门。
本节介绍简单的二极管门电路和BJT反相器（非门）,作为逻辑门电路的基础。
用电子电路来实现逻辑运算时，它的输入、输出量均为电压（以Ｖ为单位）或电平（用１或０表示）。
通常将门电路的输入量作为条件，输出量作为结果。
一、二极管与门及或门电路1.与门电路当门电路的输入与输出量之间能满足与逻辑关系时，则称这样的门电路为与门电路。
下图表示由半导体二极管组成的与门电路，右边为它的代表符号。
图中A、B、C为输入端，L为输出端。
输入信号为+5V或0V。
下面分析当电路的输入信号不同时的情况：（1）若输入端中有任意一个为0时，例如V A=0V，而V A=V B=+5V时，D1导通，从而导致L点的电压V L被钳制在0V。
此时不管D2、D3的状态如何都会有V L≈0V （事实上D2、D3受反向电压作用而截止）。
由此可见，与门几个输入端中，只有加低电压输入的二极管才导通，并把L钳制在低电压（接近0V），而加高电压输入的二极管都截止。
（2）输入端A、B、C都处于高电压+5V ，这时，D1、D2、D3都截止，所以输出端L点电压V L=+V CC，即V L=+5V。
如果考虑输入端的各种取值情况，可以得到下表输入(V)输出(V)V A V B V C V L0 0 +5 +5 +5 +5+5+5+5+5+5+5+5+5+5将表中的+5V用1代替，则可得到真值表：A B C L0 0 1 1 1 10111111111由表中可见该门电路满足与逻辑关系，所以这是一种与门。
输入变量A、B、C与输出变量L只间的关系满足逻辑表达式。
2.或门电路对上图所示电路可做如下分析：（1）输入端A、B、C都为0V时，D1、D2、D3两端的电压值均为0V，因此都处于截止状态，从而V L=0V；（2）若A、B、C中有任意一个为+5V，则D1、D2、D3中有一个必定导通。
我们注意到电路中L点与接地点之间有一个电阻，正是该电阻的分压作用，使得V L处于接近+5V的高电压（扣除掉二极管的导通电压），D2、D3受反向电压作用而截止，这时 V L≈+5V。
基本逻辑门电路符号和口诀
无论多么复杂的单片机电路，都是由若干基本电路单元组成的。
2.2.1 常用的逻辑门电路最基本的门电路是与、或、非门，把它们适当连接可以实现任意复杂的逻辑功能。
用小规模集成电路构成复杂逻辑电路时，最常用的门电路是与（AND）、或（OR）、非（INV BUFF）、恒等（BUFF）、与非（NAND）、或非（NOR）、异或（XOR）。
主要是因为这7种电路既可以完成基本逻辑功能，又具有较强的负载驱动能力，便于完成复杂而又实用的逻辑电路设计。
1.与门与门是一个能够实现逻辑乘运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式：F = A·B 其记忆口诀为：有0出0，全1才1。
2.或门或门是一个能够实现逻辑加运算的多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式：F = A+B其记忆口诀为：有1出1，全0才0。
3.xx实现非逻辑功能的电路称为xx，有时又叫反相缓冲器。
xx 只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是：F =A非xx逻辑符号4.恒等门实现恒等逻辑功能的电路称为恒等门，又叫同相缓冲器。
恒等门只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是：F = A同相缓冲器和反相缓冲器在数字系统中用于增强信号的驱动能力。
5.与xx与和非的复合运算称为与非运算，逻辑函数式是：F = A.B 非其记忆口诀为：有0出1，全1才0。
6.或xx或与非的复合运算称为或非运算，逻辑函数式是：F = A+B非其记忆口诀为：有1出0，全0才1。
7.异或门异或逻辑也是一种广泛应用的复合逻辑，其记忆口诀为：相同出0，不同出1。
逻辑门电路是单片机外围电路运算、控制功能所必需的电路。
在单片机系统中我们经常使用集成逻辑电路（常称为集成电路）。
一片集成逻辑门电路中通常含有若干个逻辑门电路，如7400为4重二输入与xx，即7400内部有4个二输入的与xx。
高速CMOS74HC逻辑系列集成电路具有低功耗、宽工作电压、强抗干扰的特性，是单片机外围通用集成电路的首选系列。
基本逻辑关系和门电路
常用 BCD 码
8421 码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 8421
余 3码 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100
2421 码 0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111 2421
16.2.3 数制转换
将N进制数按权展开，即可以转换为十进制数。
1、二进制数与八进制数的相互转换
（1）二进制数转换为八进制数： 将二进制数由小数点开始，整 数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够3位补零， 则每组二进制数便是一位八进制数。
0 0 1 1 0 1 0 1 0 . 0 1 0 ＝ (152.2)8
脉冲信号的部分参数：
0.9A
0.5A
0.1A
tp
tr
A tf
T
实际的矩形波
脉冲幅度 A
脉冲宽度 tp
脉冲上升沿 tr
脉冲周期 T
脉冲下降沿 tf
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16.2.2 数制
1、十进制
数码为：0～9；基数（数码个数）是10。
运算规律：逢十进一，即：9＋1＝10。
所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制 信号的通过或不通过。
门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)，
所以门电路又称为逻辑门电路。 基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。 采用二极管和三极管实现，目前广泛应用集成 电路。
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16.3.1 二极管和三极管的开关特性
八种逻辑门电路
八种逻辑门电路1. 逻辑门简介逻辑门是数字电路中的基本组成部分，它通过对电信号的逻辑运算来实现特定的功能。
逻辑门包括与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门和与或非门。
本文将逐一介绍这八种逻辑门电路的原理和应用。
2. 与门（AND Gate）与门是最基本的逻辑门之一，它的输出信号为1的条件是所有输入信号都为1，否则输出信号为0。
与门电路通常由两个输入端和一个输出端组成。
当且仅当两个输入信号同时为1时，输出信号才为1。
3. 或门（OR Gate）或门是另一种常见的逻辑门，它的输出信号为1的条件是至少有一个输入信号为1，否则输出信号为0。
或门电路通常由两个或多个输入端和一个输出端组成。
当任意一个输入信号为1时，输出信号即为1。
4. 非门（NOT Gate）非门是最简单的逻辑门，它只有一个输入和一个输出。
非门的输出信号与输入信号相反。
当输入信号为1时，输出信号为0；当输入信号为0时，输出信号为1。
非门通常用于翻转信号的逻辑状态。
5. 与非门（NAND Gate）与非门是由与门和非门组成的复合逻辑门。
与非门的输出信号与与门的输出信号相反。
当且仅当所有输入信号都为1时，与非门的输出信号为0；其他情况下，输出信号都为1。
与非门可用于实现各种逻辑功能。
6. 或非门（NOR Gate）或非门是由或门和非门组成的复合逻辑门。
或非门的输出信号与或门的输出信号相反。
当且仅当所有输入信号都为0时，或非门的输出信号为1；其他情况下，输出信号都为0。
或非门常用于逻辑计算、控制和存储等领域。
7. 异或门（XOR Gate）异或门是一种有两个或多个输入端和一个输出端的逻辑门。
异或门的输出信号为1的条件是输入信号中只有一个信号为1，其他信号为0；否则输出信号为0。
异或门在数字电路中有广泛的应用，例如数据比较、错误检测和纠正等。
8. 同或门（XNOR Gate）同或门与异或门相似，不同之处在于同或门的输出信号与异或门的输出信号相反。
第三章 逻辑门电路
2、输入和输出的高低电压 、 （ 1 ） 输出高电平电压 VOH——在正逻辑体制中代表 在正逻辑体制中代表 逻辑“ 的输出电压 的输出电压。 的理论值为3 逻辑 “ 1”的输出电压 。 VOH 的理论值为 3.6V， ， 产品规定输出高电压的最小值V （ ） 产品规定输出高电压的最小值 OH（ min） =2.4V。 。
– – – – – 延迟时间td 上升时间tr r 存储时间ts 下降时间tf 开关时间：
• 开通时间ton= td + tr r • 关闭时间toff= ts + tf f • 要设法减小，提高BJT开关的运用速度
3.3 基本逻辑门电路
一、二极管与门和或门电路 1．与门电路 ．
+VCC （+5V） R 3kΩ D1 A D2 B L
L = A⋅ B ⋅C
3.6V A B C 0.3V 1V
1
Rc2 R b1 4kΩ 5V
3 3 1
R c4 130Ω
3 1
1.6kΩ
T 4 导通 2 D 导通 Vo
3
4.3V 截止
1
T 22
T1 饱和 R e2 1kΩ
3.6V
T 2 3 截止
3.4.5 TTL与非门的技术参数
• 1、传输特性
– 各种类型的TTL门电路，其传输特性大同小异。
开关 断开
VF-VD （a） vi
VF
VF ≈ RL
i
IF = RL
（b） 0
-VR
t1
t
i
IF
通常把二极管从正 向导通转为反向截止 所经过的转换过程称 为发向恢复过程。 ts 存储时间 tt 渡越时间 ts+tt 反向恢复时间 VR IR = RL
第九章 基本逻辑门电路-lm2
3．74H系列——为高速TTL系列。
4．74S系列——为肖特基TTL系列，进一步提高了速度。 5．74LS系列——为低功耗肖特基系列。
6．74AS系列——为先进肖特基系列，
7．74ALS系列——为先进低功耗肖特基系列。
CMOS逻辑门电路
CMOS 逻辑门电路是由 N 沟道 MOSFET 和 P 沟道 MOSFET 互 补而成。
+VCC Rc 2 R b1 4kΩ 3.6V 1.6kΩ Rc 4 130Ω
3 1
5V
3
综合上述两种情况， 该电路满足与非的 逻辑功能，即：
导通 T 24
1V
4.3V
D 3 1
1
导通 Vo
L A B C
A B C 0.3V
T1 饱和
T2 2
截止
3 1
3.6V
T3 2 截止
Re 2 1kΩ
TTL与非门传输延迟时间tpd
2V
0.4V 0V
“0”
低电平电压 的范围
0.4V 0V
V OL（max）VNL 输出“0”
0.8V
输入“0”
0V
低电平噪声容限 高电平噪声容限
VNL＝VOFF-VOL（max）＝0.8V-0.4V＝0.4V VNH＝VOH（min）-VON＝2.4V-2.0V＝0.4V
五、TTL与非门举例——74LS00
74LS00是一种典型的TTL与非门器件，内部含有4个2输入 端与非门，共有14个引脚。引脚排列图如图所示。
集电极开路门（ OC门）
在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与 逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。 为此，专门生产了一种可以进行线与的门电路——集电极开路门 （OC门）。
基本逻辑关系和常用逻辑门电路
第2章基本逻辑关系和常用逻辑门电路通常，把反映条件”和结果”之间的关系称为逻辑关系。
如果以电路的输入信号反映 条件”以输出信号反映结果”此时电路输入、输岀之间也就存在确定的逻辑关系。
数字电路就是实现特定逻辑关系的电路, 因此，又称为逻辑电路。
逻辑电路的基本单元是逻辑门，它们反映了基本的逻辑关系。
2.1 基本逻辑关系和逻辑门2.1.1基本逻辑关系和逻辑门逻辑电路中用到的基本逻辑关系有与逻辑、或逻辑和非逻辑，相应的逻辑门为与门、或门及非门。
一、与逻辑及与门与逻辑指的是：只有当决定某一事件的全部条件都具备之后， 该事件才发生，否则就不发生的一种因果关系。
如图2. 1. 1所示电路，只有当开关A 与B 全部闭合时，灯泡Y 才亮；若开关A 或B 其中有一个不闭合，灯泡Y 就 不亮。
这种因果关系就是与逻辑关系， 可表示为Y 二A. B,读作A 与B”在逻辑运算中，与逻辑称为逻辑乘。
图2. 1.1与逻辑举例图2. 1. 2与逻辑符号与门是指能够实现与逻辑关系的门电路。
与门具有两个或多个输入端， 逻辑符号如图2.1.2所示，为简便计，输入端只用A 和B 两个变量来表示与门的输岀和输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为：Y= A • B 二 AB两输入端与门的真值表如表2. 1. 1所示。
波形图如图2. 1. 3所示。
表2. 1.1与门真值表B YA — & —Yy母_(a)常用符号(b)国标符号一个输出端。
其图2.1.3与门的波形图由此可见，与门的逻辑功能是，输入全部为高电平时，输出才是高电平，否则为低电平。
二、或逻辑及或门或逻辑指的是：在决定某事件的诸条件中，只要有一个或一个以上的条件具备，该事件就会发生；当所有条件都不具备时，该事件才不发生的一种因果关系。
如图2. 1.4所示电路，只要开关A或B其中任一个闭合，灯泡Y就亮；A、B都不闭合，灯泡Y才不亮。
这种因果关系就是或逻辑关系。
可表示为：Y= A+ B读作A或B”在逻辑运算中或逻辑称为逻辑加。
第2章 逻辑门电路
等式两边的真值表如表1.3所示： 等式两边的真值表如表1.3所示： 1.3所示
A
0 0 1 1
B
0 1 0 1
A⋅ B
1 1 1 0
A+ B
1 1 1 0
2. 常用公式
利用上面的公理、定律、规则可以得到一些常用的公式。 利用上面的公理、定律、规则可以得到一些常用的公式。
（1）吸收律
A+A·B = A
工作原理 请自行分析
◆ 多变量的函数表达式
● ● ● ● ●
与 或 与非 或非
F=A·B·C… F=A+B+C…
F = A⋅ B ⋅C
F = A+ B +C
等等 ◆ 运算的优先级别
与或非 F = AB + CD
括号→非运算→与运算→ 括号→非运算→与运算→或运算
2.3 逻辑变量与逻辑函数
F=A+B
当输入端A 当输入端A、B 的电平 状态互为相反时，输出端L 状态互为相反时，输出端L 一定为高电平；当输入端A 一定为高电平；当输入端A、 B的电平状态相同时输出L 的电平状态相同时输出L 一定为低电平。 一定为低电平。
4. 同或门
◆ 能够实现 同或” L = A ⋅ B + A ⋅ B = A⊙B “同或”逻辑关系的 电路均称为“同或门” 由非门、 电路均称为“同或门”。由非门、与门和或门组合而成的同或门 及逻辑符号如下图所示。 及逻辑符号如下图所示。
F = A ⋅ B ⋅C ⋅ D ⋅ E
1. 要保持原式中逻辑运算的优先顺序； 保持原式中逻辑运算的优先顺序； 原式中逻辑运算的优先顺序 2. 不是一个变量上的反号应保持不变，否则就要出错。 不是一个变量上的反号应保持不变，否则就要出错。 上的反号应保持不变
门电路
I OH = I E4
3 2
I IH
I IH
输出高电平
截止
产品规定IOH=0.4mA。由此可得出： NOH称为输出高电平时的扇出系数。
N OH
I OH I IH
一般NOL≠NOH ，常取两者中的较小值作为门电路的 扇出系数，用NO表示。
五、TTL与非门举例——7400
7400是一种典型的TTL与非门器件，内部含有4个2输入端 与非门，共有14个引脚。引脚排列图如图所示。
+VCC Rc 2 Vc 2
1
3 1
T4 2 D L
EN
3 3 1
A B
T 22
3 1
T1 D1 p Re 2 1 G
2T 3
EN
EN
△
A B
&
△
R b1
Rc 4
A B
&
L
L
（2）三态门的应用
三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。 （a）组成单向总线， 实现信号的分时单向传送.
△
总线 A1 B1 EN1 & EN & EN & EN G3 G2 G1
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端接低 电平时，从门电路输入端流出的电流。
& & Vo & G0 G2
3
+VCC
G1
i B1 1V
1
R b1 4K
I IL
& Gn
T1
0.3V
可以算出：
I IL
VCC VB1 5 1 1(mA) Rb 1 4
逻辑门电路
当输入端A 当输入端A、B 的电平 状态互为相反时，输出端L 状态互为相反时，输出端L 一定为高电平；当输入端A 一定为高电平；当输入端A、 B的电平状态相同时输出L 的电平状态相同时输出L 一定为低电平。 一定为低电平。
4. 同或门
◆ 能够实现 同或” L = A ⋅ B + A ⋅ B = A⊙B “同或”逻辑关系的 电路均称为“同或门” 由非门、 电路均称为“同或门”。由非门、与门和或门组合而成的同或门 及逻辑符号如下图所示。 及逻辑符号如下图所示。
（5）TTL与非门74LS00集成电路示意图 TTL与非门 与非门74LS00集成电路示意图
◆ 4个双输入与非门， 个双输入与非门， 此类电路多数采用双列直插式封装。 ◆ 此类电路多数采用双列直插式封装。
2.2.2 MOS系列门电路 MOS系列门电路
◆ CMOS门电路举例 CMOS门电路举例
▲ CMOS非门电路 CMOS非门电路 ▲ CMOS与非门 CMOS与非门
第2章
2.1 逻辑门电路
逻辑门电路
◆ 基本门电路:与门、或门、非门（又称反相器）。 基本门电路:与门、或门、非门（又称反相器 反相器）。
与门
或门
非门
2.1.1 非门
定义：输入与输出信号状态满足“ 定义：输入与输出信号状态满足“非”逻辑关系。 逻辑关系。
非门电路： 非门电路：
● A=1（+5V）时，T导通，L A=1（+5V） 导通， 输出0.2V 0.3V,即 L=0； 输出0.2V～0.3V,即：L=0； ● A=0（0V）时，T截止，L A=0（0V） 截止， 输出近似+5V,即 L=1； 输出近似+5V,即：L=1； 逻辑符号： 逻辑符号： 波形图： 波形图：
基本逻辑门电路
任务二
逻辑门电路的逻辑符号 逻辑门电路的逻辑功能
逻辑门电路的真值表
情境导入
任务描述
1．掌握逻辑门电路的逻辑符号。 2．掌握逻辑门电路的逻辑功能。 3．掌握逻辑门电路的真值表。
知识准备
（一） 基本逻辑门电路 数字电路的基本部分是各种开关电路。这些电路能按照给定的 条件决定是否让信号通过，好像门一样依一定的条件“开”或 “关”，所以又称为“门”电路。门电路一般有多个输入端， 一个输出端。其输入的条件与输出的结果之间符合一定的规律 性。事物的条件与结果之间的规律性称为逻辑。所以门电路又 称“逻辑”门电路。基本的逻辑关系有与逻辑、或逻辑、非逻 辑，对应的门电路有与门电路、或门电路、非门电路，简称与 门、或门、非门。
任务处理
1． 与逻辑及与门电路 （1）与逻辑 当决定某一事件的所有条件都具备时该事件才会发生，这种
因果关系称为与逻辑关系。 （2）与门电路 图7．4为二极管组成的与门电路及逻辑符号。图中A、B表
示输入逻辑变量，Y表示输出逻辑变量。分析时把二极管看成 理想二极管，即正向导通时的管压降看成0 V。分析可知，只 有当两个输入端都是高电位(也称为高电平)时，输出才是高电 位，只要有一个输入端为低电位(也称为低电平)时，输出就是 低电位。
2与门电路的逻辑功能是
；或门电路的逻辑功
能是
；非门电路的逻辑功能是
。
3．与非门电路的逻辑功能是
，函数表达式
是
；
或非门电路的逻辑功能是
，函数表达式
是
；
二、单项选择题：
1. 逻辑加运算规则1+1应该等于( )
A．0
B．2
C．10
D．1
同步训练
2．符合下列真值表的是 门电路。 ( ) A．与 B．与非 C．或非 D．或
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2020/4/4
数字逻辑电路基础
ui
0
t1
ic
ICmax
3V t2
0
tON
tOFF
接通时间tON是指从ui上升沿开始至ic上 升到0.9ICmax时所经历的时间。 t 关断时间tOFF是从输入电压ui的下降 跳变沿至ic下降到0.1Icmax时所经历的 时间。
2020/4/4
数字逻辑电路基础
理想开关S显然在客观世界中不存在。常见的机械开关、继电 器、接触器等，在一定电压和电流的范围内，静态特性与理 想开关十分接近，但动态特性较差，根本满足不了数字电路 一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。而由二极管、三 极管构成的电子开关，其静态特性不如机械开关，但它们的 动态特性却是机械开关无法比拟的，因此广泛应用于数字电 路中。
2020/4/4
数字逻辑电路基础
教学内容
2.1 半导体二极管和三极管的开关特性
静态特性
IOFF=0 S A
++
UUAAKK=0
K 理想开关
--
理想开关断开时，无论UAK在多大范围内变化，其等效电ROFF=∞， 通过理想开关S的电流IOFF=0。
理想开关闭合时，无论流通其中的电流在多大范围内变化，其等 效电阻RON=0，电压UAK=0。
2020/4/4
数字逻辑电路基础
半导体二极管的动态特性
动态特性，指二极管在导通与截止两种状态转换过程中的特性。
二极管正偏导通时呈现的电阻很小，正 向导通电流几乎立即达到最大值。因此 正向导通时间一般可忽略不计。
u 二极管两端脉冲电压
0
t
二极管从正向导通到反向截止所需要的 i 时间称为反向恢复时间。
接通时间和关断时间合称三极管的开关 时间
t
三极管的开关时间长短，决定了三极管的开关速度
2020/4/4
数字逻辑电路基础 MOS管的开关特性
D
G S
当MOS管的 UGS>UT时导通， 漏极电流ID通过 小灯泡使其点亮
MOS开关管电路示意图
MOS管相当一个闭合的开关
2020/4/4
数字逻辑电路基础 MOS管的开关特性
2020/4/4
数字逻辑电路基础
半导体二极管的开关特性
利用二极管“正向导通、反向阻断”的单向导电性，在数字电路中常 用做电子开关使用。电子开关的“通”态用数字“1”表示，“断” 态用数字“0”表示。显然，电子开关的通、断状态在数字电路中属 于二值的逻辑变量。
（1）正向特性
当电路的输入电压为低电平，且VCC-ui 大于二极管的导通压降UT时，二极管正 向导通。由于二极管导通时正向电阻很 小，因此正向电流急剧增长，此时的VD 相当于具有压降UT的闭合电子开关。
动态波形
当二极管突然由正向偏置变为反向偏置 时，开始时空间电荷区依然很窄，二极
tS 0 开通时间极短！
t
管电阻仍很小，所以反向流很大，经
过一定的时间tS后，PN结两侧存储的载流子显著减少，空间电荷区 逐渐变宽，反向电流慢慢减小至反向饱和电流时，二极管截止。
数字逻辑电路基础
u
0
t 开通时间和反向恢复时间二者之和称为二极 管的开关时间。因反向恢复时间远大于正向
数字逻辑电路基础
数字逻辑电路基础
学习要点
理解二极管、三极管、MOS管的开关特 性；了解分立元件基本逻辑门的结构组 成；重点理解分立元件的TTL与非门、 OC门、三态门的工作原理。
理解TTL逻辑门、CMOS逻辑门的工作原理，重 点掌握其外部特性；熟悉74LS00、74LS20等集 成逻辑门的管脚排列及功能测试方法。
i
导通所需要的时间，故在开关二极管的使用
开关时间 参数上往往只给出反向恢复时间来作为二极
0
tS
管的开关时间。 t
二极管的反向恢复时间限制了二极管的开关速度。但是在实际应用中， 开关二极管的开关速度是相当快的，硅开关二极管的反向恢复时间只有 几纳秒，即使是锗开关二极管，也不过几百纳秒。
2020/4/4
D
G S
当MOS管的 UGS<UT时导通， 漏极电流ID=0， 小灯泡不亮。
MOS开关管电路示意图
MOS管相当一个断开的开关
2020/4/4
数字逻辑电路基础
MOS管的动态特性
ui
0
t1
iD
IDmax
高电平 t2
接通时间tON是指从ui上升沿开始至iD上升 到0.9IDmax时所经历的时间。
t
关断时间tOFF是从输入电压ui的下降跳变 沿至iD下降到0.1IDmax时所经历的时间。
二极管开关电路
2020/4/4
数字逻辑电路基础
半导体二极管的开关特性
（2）反向特性
当二极管开关电路的输入电压为高电 平，即VCC-ui<UT时，二极管反向偏 置呈截止状态。截止状态下二极管呈 现很大的电阻，电流基本不能通过约 等于0，此时二极管相当一个断开的 电子开关。
二极管开关电路
工程实际中，通常在二极管开关电路中串接一只限电阻R，以防止 电流突然增大时造成二极管烧坏。
2020/4/4
数字逻辑电路基础
教学内容
2.1 半导体二极管和三极管的开关特性
A
动态特性
S ttOOFNF==00
K 理想开关
开通时间tON=0，即理想开关S由断开状态转换到闭合状态不需 要时间，可以瞬间完成。
关断时间tOFF=0，即理想开关S由闭合状态转换到断开状态也不 需要时间，可以瞬间完成。
数字逻辑电路基础
双极型晶体管的开关特性
模拟电路中，晶体管是放大电路的核心元件必须工作在放大区；数字电路 中，晶体管作为开关元件则主要工作在饱和区和截止区：晶体管处于饱和 状态时，相当于一个闭合的电子开关，晶体管工作在截止状态时，相当于 一个断开的电子开关。
当输入电压为高电平3V时，晶体管饱和导通，饱和状态下晶体管 的输出电压uCE≤0.3V，即电源VCC供出的+5V电压几乎全部加在 小灯泡RC两端，小灯泡点亮。此时，晶体管相当于一个闭合的电 子开关，其等效电路如图（b）所示。
0
tON
t 接通时间和关断时间合称MOS管的开关时
tOFF
间。
MOS管的开关时间比双极型晶体管要长，开关性能较差。
数字逻辑电路基础
思考题 Sikaoti
1
半导体二极管导通和截 止时各有什么特点？其 开关条件是什么？和理 想开关相比，半导体二 极管做为开关管主要缺 点有哪些？