项目2 逻辑门电路的分析及应用[46页]
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1）电路组成及原理
由二极管构成的或门电路如图2-6a所示。图 2-6b为或门电路的逻辑符号。
VD1 A
B
●
Y
VD2
R
A
≥1
Y
B
可见，它满足“全0出0，有1出1”的或逻辑关系。即输入全 是低电平0时，输出为低电平0；输入有高电平时，输出为高 电平。
3.非门电路
（1）电路组成及工作原理
非门，也叫反相器，它只有一个输入端和一个 输出端，输出逻辑是输入逻辑的反。图2-7所 示的是三极管非门电路及其逻辑符号。
项目2 逻辑门电路的分析及应用
2.1 任务1 分立元件门电路的分析
2.1.1 半导体器件的开关特性 在数字电路中，获得高、低电平的基本方法如图2-1
所后管示，、uM。oO为开S低管关电实K断平现开。的时开，，关只输K要是出设用u法o半为控导高制体电管二平子极；分管开别、关工三K作闭极在合 截止和导通状态，它们就可以实现开关作用。
5.或非门电路
(1)电路组成及原理
将二极管或门和反相器连接起来，就构成如图 2-9所示的或非门。由前述或门和非门的分析， 不难得出或非门电路的逻辑功能，即“有1出0， 全0出1”。
+5V
VD1 A
B VD2
R2 R1
RC Y
A
≥1
Y
B
操作训练1 万用表、示波器的使用
1.训练目的 ①熟悉万用表、示波器面板结构。 ②掌握万用表测量电阻、电流、电压的方法。 ③掌握示波器的使用方法。 2.万用表的使用 万用表是一种多功能电工仪表，可测量交、直
如果高电平用1表示，低电平用 0表示，这种表示称为正逻辑； 反之，如果高电平用0表示，低 电平用1表示，则称为负逻辑。 除非特别说明，本书均采用正 逻辑。
1.二极管的开关特性 一个理想的开关接通时，其接触电阻为0，在
开关上不产生压降；在开关断开时，其电阻为 ∞ ，在开关中没有电流。 由于二极管具有单向导电性，即加正向电压导 通，加反向电压截止，因此，在数字逻辑电路 中，二极管可作为一个受压控制的开关来使用。 当外加正向电压大于其死区电压（硅管0.5V） 后，二极管导通，随后二极管的电流随外加电 压增加而迅速增加，完全导通后，二极管的管 压降钳位在0.7V。这时可以认为二极管是一个 具有 0.7V压降的闭合了的开关。当外加反向电 压后，二极管截止，反向饱和电流极小，这时 相当于开关断开。
万用表的形 式有多种， 面板结构也 有所不同。 现以M47型 万用表的面 板图为例进 行识读。
面板结构： M47型万用 表的面板结 构如图2-10 所示，由指 针、表盘、 调零旋钮、 表笔插孔等 组成。
（1）指针万用表的机械调零
在使用万用表之前，应先进行“机械调零”， 即在没有被测电量时，使万用表指针指在 零电压或零电流的位置上。
+5V
R1 A
RC Y
1
A
Y
4．与非门电路
（1）电路组成及原理
将二极管与门和反相器连接起来．就构成 如图2-8a所示的与非门电路，逻辑符号如图 2-8b所示。从前述对与门和非门的分析， 容易得出与非门电路的逻辑功能，即有0出 1、全1出0。
+5V
VD1 A
B VD2
R1 R2
RC Y
A
＆
Y
B
测量电阻注意事项： ①测量时，将万用表两表笔 分别与被测电阻两端相连， 不要用双手捏住表笔的金属 部分和被测电阻， ②严禁在被测电路带电情况 下测量电阻。 ③若改变量程需重新调零。
（3）测交流电压
万用表测量交流电压的过程如下。
①选择量程，选择适当的交流电压量程， MF47型万用表有5个交流电压量程，为提醒使 用者安全，用红色标志。
如图2-3所示。在数字 电路中，就是利用这 一特点把三极管作为 开关使用的。
3.MOS 管的开关特性
在数字逻辑电路中，MOS管也作为开关元件来 使用的，一般采用增强型MOS管组成开关电路， 并由栅、源电压uGS控制MOS管的截止和导通。
当=关0断u，G开S输<。U出GSu(tOh) 时=V，DDN，M这O时S管，截N止MO，S漏管极相电当流于开iD
2.1.2 分立元件门电路源自1.二极管与门电路 （1）工作原理 利用二极管的单向导电性，当二极管导通时，相当
于开关闭合，当二极管截止时，相当于开关断开。 利用二极管构成的与门电路如图2-5 a所示,图2-5 b 为与门电路的逻辑符号。
+5V
VD1 A
VD2
B
R
●
Y
A
＆
B
Y
2．二极管或门电路
使用前，要检查指 针是否在零位，如 果不在零位，可用 螺丝旋具调整表头 上的机械调零旋钮， 使指针对淮零分度。
（2）指针万用表测量电阻 ①选择量程。测量电阻前，首先选择适当的量程。电阻
量程分为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ。 将量程开关旋至合适的量程，为了提高测量准确度，应 使指针尽可能靠近标度尺的中心位置。 ②欧姆调零。选择好量程后，对表针进行欧姆调零，方 法是将两表笔棒搭接，调节欧姆调零旋钮，使指针在第 一条欧姆刻度的零位上。 ③测量电阻。两表笔接入待测电阻
2.三极管的开关特性 由晶体三极管的工作原理可知，三极管的输出特性
有三个区，即截止区、放大区和饱和区。静态下， 输入信号电压较高时，它可以工作于饱和区，UCE ＝UCES＝0.3V，C、E之间相当于开关闭合；输入信 号电压较低时，它可以工作于截止区，UCE ＝UCC， C、E之间相当于开关断开。
流电压、电流、直流电阻以及二极管、晶体管 的参数等。万用表按其结构、原理不同，可分 为模拟式万用表和数字式万用表两大类。
1）指针式万用表 指针式万用表主要是磁电式万用表，其结构主要由
表头（测量机构）、测量线路和转换开关组成。 表头：万用表的表头多采用高灵敏度的磁电系测量
机构，表头的满刻度偏转电流一般为几微安到几十 微安。满偏电流越小，灵敏度就越高，测量电压时 的内阻就越大。一般万用表直流电压档内阻较大， 交流电压挡内阻一般要低一些。 测量线路：万用表用一只表头能测量多种电量并具 有多种量限，关键是通过测量线路的变换，把被测 量变换成磁电系表头所能测量的直流电流。测量线 路是万用表的中心环节。 转换开关：转换开关是万用表选择不同测量种类和 不同量程的切换元件。万用表用的转换开关都采用 多刀多掷波段开关或专用转换开关。
由二极管构成的或门电路如图2-6a所示。图 2-6b为或门电路的逻辑符号。
VD1 A
B
●
Y
VD2
R
A
≥1
Y
B
可见，它满足“全0出0，有1出1”的或逻辑关系。即输入全 是低电平0时，输出为低电平0；输入有高电平时，输出为高 电平。
3.非门电路
（1）电路组成及工作原理
非门，也叫反相器，它只有一个输入端和一个 输出端，输出逻辑是输入逻辑的反。图2-7所 示的是三极管非门电路及其逻辑符号。
项目2 逻辑门电路的分析及应用
2.1 任务1 分立元件门电路的分析
2.1.1 半导体器件的开关特性 在数字电路中，获得高、低电平的基本方法如图2-1
所后管示，、uM。oO为开S低管关电实K断平现开。的时开，，关只输K要是出设用u法o半为控导高制体电管二平子极；分管开别、关工三K作闭极在合 截止和导通状态，它们就可以实现开关作用。
5.或非门电路
(1)电路组成及原理
将二极管或门和反相器连接起来，就构成如图 2-9所示的或非门。由前述或门和非门的分析， 不难得出或非门电路的逻辑功能，即“有1出0， 全0出1”。
+5V
VD1 A
B VD2
R2 R1
RC Y
A
≥1
Y
B
操作训练1 万用表、示波器的使用
1.训练目的 ①熟悉万用表、示波器面板结构。 ②掌握万用表测量电阻、电流、电压的方法。 ③掌握示波器的使用方法。 2.万用表的使用 万用表是一种多功能电工仪表，可测量交、直
如果高电平用1表示，低电平用 0表示，这种表示称为正逻辑； 反之，如果高电平用0表示，低 电平用1表示，则称为负逻辑。 除非特别说明，本书均采用正 逻辑。
1.二极管的开关特性 一个理想的开关接通时，其接触电阻为0，在
开关上不产生压降；在开关断开时，其电阻为 ∞ ，在开关中没有电流。 由于二极管具有单向导电性，即加正向电压导 通，加反向电压截止，因此，在数字逻辑电路 中，二极管可作为一个受压控制的开关来使用。 当外加正向电压大于其死区电压（硅管0.5V） 后，二极管导通，随后二极管的电流随外加电 压增加而迅速增加，完全导通后，二极管的管 压降钳位在0.7V。这时可以认为二极管是一个 具有 0.7V压降的闭合了的开关。当外加反向电 压后，二极管截止，反向饱和电流极小，这时 相当于开关断开。
万用表的形 式有多种， 面板结构也 有所不同。 现以M47型 万用表的面 板图为例进 行识读。
面板结构： M47型万用 表的面板结 构如图2-10 所示，由指 针、表盘、 调零旋钮、 表笔插孔等 组成。
（1）指针万用表的机械调零
在使用万用表之前，应先进行“机械调零”， 即在没有被测电量时，使万用表指针指在 零电压或零电流的位置上。
+5V
R1 A
RC Y
1
A
Y
4．与非门电路
（1）电路组成及原理
将二极管与门和反相器连接起来．就构成 如图2-8a所示的与非门电路，逻辑符号如图 2-8b所示。从前述对与门和非门的分析， 容易得出与非门电路的逻辑功能，即有0出 1、全1出0。
+5V
VD1 A
B VD2
R1 R2
RC Y
A
＆
Y
B
测量电阻注意事项： ①测量时，将万用表两表笔 分别与被测电阻两端相连， 不要用双手捏住表笔的金属 部分和被测电阻， ②严禁在被测电路带电情况 下测量电阻。 ③若改变量程需重新调零。
（3）测交流电压
万用表测量交流电压的过程如下。
①选择量程，选择适当的交流电压量程， MF47型万用表有5个交流电压量程，为提醒使 用者安全，用红色标志。
如图2-3所示。在数字 电路中，就是利用这 一特点把三极管作为 开关使用的。
3.MOS 管的开关特性
在数字逻辑电路中，MOS管也作为开关元件来 使用的，一般采用增强型MOS管组成开关电路， 并由栅、源电压uGS控制MOS管的截止和导通。
当=关0断u，G开S输<。U出GSu(tOh) 时=V，DDN，M这O时S管，截N止MO，S漏管极相电当流于开iD
2.1.2 分立元件门电路源自1.二极管与门电路 （1）工作原理 利用二极管的单向导电性，当二极管导通时，相当
于开关闭合，当二极管截止时，相当于开关断开。 利用二极管构成的与门电路如图2-5 a所示,图2-5 b 为与门电路的逻辑符号。
+5V
VD1 A
VD2
B
R
●
Y
A
＆
B
Y
2．二极管或门电路
使用前，要检查指 针是否在零位，如 果不在零位，可用 螺丝旋具调整表头 上的机械调零旋钮， 使指针对淮零分度。
（2）指针万用表测量电阻 ①选择量程。测量电阻前，首先选择适当的量程。电阻
量程分为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ。 将量程开关旋至合适的量程，为了提高测量准确度，应 使指针尽可能靠近标度尺的中心位置。 ②欧姆调零。选择好量程后，对表针进行欧姆调零，方 法是将两表笔棒搭接，调节欧姆调零旋钮，使指针在第 一条欧姆刻度的零位上。 ③测量电阻。两表笔接入待测电阻
2.三极管的开关特性 由晶体三极管的工作原理可知，三极管的输出特性
有三个区，即截止区、放大区和饱和区。静态下， 输入信号电压较高时，它可以工作于饱和区，UCE ＝UCES＝0.3V，C、E之间相当于开关闭合；输入信 号电压较低时，它可以工作于截止区，UCE ＝UCC， C、E之间相当于开关断开。
流电压、电流、直流电阻以及二极管、晶体管 的参数等。万用表按其结构、原理不同，可分 为模拟式万用表和数字式万用表两大类。
1）指针式万用表 指针式万用表主要是磁电式万用表，其结构主要由
表头（测量机构）、测量线路和转换开关组成。 表头：万用表的表头多采用高灵敏度的磁电系测量
机构，表头的满刻度偏转电流一般为几微安到几十 微安。满偏电流越小，灵敏度就越高，测量电压时 的内阻就越大。一般万用表直流电压档内阻较大， 交流电压挡内阻一般要低一些。 测量线路：万用表用一只表头能测量多种电量并具 有多种量限，关键是通过测量线路的变换，把被测 量变换成磁电系表头所能测量的直流电流。测量线 路是万用表的中心环节。 转换开关：转换开关是万用表选择不同测量种类和 不同量程的切换元件。万用表用的转换开关都采用 多刀多掷波段开关或专用转换开关。