第二章基本逻辑运算及集成逻辑门PPT课件

逻辑式： F=A •B=AB
AB F
逻辑门：与门
00 0 01 0 10 0 11 1
A
F
B
a. 国际流行
A
&F
B
b. IEEE 标准
A
F
B
c. 中国标准
2. 或运算（+）决定事件结果
的所有条件中,只要有一个满足,结果就 会发生.
逻辑式：
F=A +B
或门：
AB F
00 0 01 1 10 1 11 1
②与非门处于 输出高电平
（此时，IL为拉电流。 为保证UOH输出高电 平，通常IL ≤14mA）
输入
V1
V2 V3 V4 V5 输 出 与非门状态
全部为高电位 倒置工作 饱和 导通 截止 饱和 低电位UOL 至少有一个为低电位 深饱和 截止 微饱和 导通 截止 高电位UOH
开门 关门
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e1
e2
e3
b
c
多
射
NNN
极
P
晶
N
体 管
P型衬底
的
(a)
结 构
UCC
UCC
及 等 效 电 路
○
c. China standard
2.2常用复合逻辑
1.与非逻辑
F AB A
B
F &
2.或非逻辑
FAB
A
F
B
或非门
3. 异或逻辑
FA BA BA B
A
=1
F
B
4.同或逻辑 F=A ⊙ B= ABAB
A
=
F
B
AB F
00 0 01 1 10 1 11 0
AB F
00 1 01 0 10 0 11 1
TTL门输入电阻与输入电压的关系 RI<0.7K时 UI=VL RI>2K时 UI=VH
ROFF—关门电阻=0.7K RON —关门电阻=2K
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例：电路如图所示，标出输出电压的高低值
VH
&
0.2K
VL
≥1
3K
3. 输出特性
①与非门处于 输出低电平
（此时，IL为灌电流。 为保证UOL≤0.35V， 通常ILmax ≤25mA）
5. 与或非逻辑
“与或非”逻辑是“与”, “或”, “非”三种基本逻辑 的组合.先“与”再“或”最后“非”。
FABCD
&
异或逻辑与同或逻辑公式
F=A⊕B
A⊕A=1 A⊕A=0 A⊕0=A A⊕1=A A⊕B=A⊕B=A☉B A⊕B=B⊕A A⊕(B⊕C)=(A⊕B)⊕C A(B⊕C)=AB⊕AC
2.4集成逻辑门
把若干个有源器件和无源器件及其连线,按 照一定的功能要求,制作在同一块半导体基 片上,这样的产品叫集成电路.若它完成的功 能是逻辑功能或数字功能,则称为逻辑集成 电路或数字集成电路.最简单的数字集成电 路是集成逻辑门.
集成逻辑门,按照其组成的有源器件的不同 可分为两大类:一类是双极性晶体管逻辑门; 另一类是单极性绝缘栅场效应管逻辑门,简 称MOS门.
BC段（线V性2区,V）5截0.止6<Ui<1.3V DE段（饱和区）:Ui>1.4V
V2导通,V5截止
V2,V5饱和
大V2输入电阻=R3 V2反相放 目录
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2.输入负载特性
＋UCC
R1 Ib1 UB1
＋
I1
－UI
RI
V2
V5
R3
UI(V)
1.4 UOFF
0 ROFF RON
RI(kΩ)
c2
V3
A
B C
e1 e2 e3
V1 c1
V2 3k R3 360
R4
Ui
UCC R5 100
V4 F
V5 UO
0.3
UOL
D
UOFF UT UON
E UI(V)
CD段（转折区）: 1.3 =<Ui<1.4V
AB段（截止 区）:Ui<=0.6V
V2,V5导通 V2输入电阻 =R3//Rbe5 V2的放大倍数增加
一个结论成立与否,取决于与其相关的前提条件是否 成立.结论与前提条件之间的因果关系叫逻辑函数. 通常记作F=f(A,B,C…)
逻辑函数F也是一个逻辑变量,也叫输出变量.因此它 们也只有“1”和“0”两种取值,相对地把A,B,C…叫 做输入变量.
1. 与运算（•）
只有当决定一事件结果的所有条件同时具备时,结果才能发生.
2.4.1 TTL与非门
工作原理
第一级V1多射级输入（与） 第二级V2反相 第三级V3—V5互补推挽输出
R1 3k b1
R2 750
c2
V3
A
B C
e1 e2 e3
V1 c1
V2 3k R3 360
R4
UCC R5 100
V4 F
V5 UO
TTL与非门的各级工作状态 高电平3.6V 低电平0.3V
A B
F A F ≥1
B
a. standard
b. IEEE standard
A
F
＋
B
c. China standard
3.非运算（¯ ）
非运算是逻辑的否定,当条件具备时,结果不会发生,当条件不具备时,结果 一定会发生.
AF
逻辑式： F=Ā
01 10
1○
a. standard b. IEEE standard
R1
b
A e1 V1
e1 e2 e3 ABC
c
B e2 C e3
V2 V3
R1 b V4
P1
(b)
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2.4.2TTL与非门的特性与参数
⒈电压传输特性
UO(V) UOH A B 2.7 C
UT ：阀值电压 1.4V UOFF ： 开门电平 UON ： 关门电平
R1 3k b1
Fra Baidu bibliotekR2 750
F=A☉B
A☉A=0 A☉A=1 A☉1=A A☉0=A A☉B=A☉B=A⊕B A☉B=B☉A A☉(B☉C)=(A☉B)☉C A+(B☉C)=(A+B)☉(A+C)
2.3正负逻辑
一)正负逻辑: 在数字系统中,逻辑值是用 逻辑电平表示的.若用逻辑高电平UOH表示逻 辑“真”,用逻辑电平UOL表示逻辑“假”,则 称为正逻辑;反之,则称为负逻辑. 二)逻辑运算的优先级别:在求解逻辑函数时, 应首先进行级别高的逻辑运算. 三)逻辑运算的完备性:任何数字系统都可以 用“与” “或” “非”逻辑门来实现.称它 们为完备集. “与非” “或非” “与或非” 都是完备集.
基本逻辑运算 TTL与非门的工作原理 TTL与非门的特性与参数 OC门和三态门 MOS集成逻辑门 集成逻辑门使用中的实际问题
学习要求：
掌握逻辑代数的基本概念，学会用逻 辑函数描述逻辑问题的基本方法。 掌握集成逻辑门的功能分析及应用。
2.1基本逻辑运算
逻辑运算是逻辑思维和逻辑推理的数学描述.具有 “真” “假”两种可能,并且可以判定其“真” “假 ”的陈述语句叫逻辑变量.用ABCD表示.逻辑变量 只有“真” “假”两种可能,在逻辑数学中,把“真 ” “假”称为逻辑变量的取值,简称逻辑值,也叫逻 辑常量,用“1”表示“真”,用“0”表示“假”.虽然 “1”和“0”叫逻辑值,但是它们没有“大小”的含义 ,也无数量的含义.