第3章门电路

1、13.1 3.1 概述概述1)1)为什么学习本章内容？为什么学习本章内容？事件的数学模型已经建立！事件的数学模型已经建立！电路实现！电路实现！-选取集成芯片是核心选取集成芯片是核心2) 2) 门电路的基本概念门电路的基本概念用以实现基本逻辑运算和复合运算的单元电路，通称为用以实现基本逻辑运算和复合运算的单元电路，通称为 逻辑门电路逻辑门电路， 简称简称 门电路。门电路。常用的门电路在逻辑功能上有：常用的门电路在逻辑功能上有：与门与门、或门或门、非门非门、与非门与非门、或非门或非门、与或非门与或非门、异或门异或门 等。等。2输入四与门芯片输入四与门芯片74LS084电子开关的基本开关元件电子开关

2、的基本开关元件: : 半导体二极管半导体二极管, , 三极管三极管, MOS, MOS管管 在二值逻辑中，逻辑变量的取值不是在二值逻辑中，逻辑变量的取值不是就是就是； 在数字电路中，与之对应的是在数字电路中，与之对应的是 电子开关的两种状态电子开关的两种状态。4 4）高、低电平与正、负逻辑）高、低电平与正、负逻辑高电平高电平 和和 低电平低电平 是两种状态；是两种状态；是两个不同的可以截然区别开来的是两个不同的可以截然区别开来的电压范围电压范围。在电子电路中用在电子电路中用高、低电平高、低电平分别表示二值逻辑的分别表示二值逻辑的 1 1 和和 0 0 两种逻辑状态。两种逻辑状态。输输入入信信号

3、号获得高，低电平的基本原理获得高，低电平的基本原理输输出出信信号号R vOSvIVcc5 5） 正逻辑和负逻辑正逻辑和负逻辑610正逻辑01负逻辑今后除非特别说明，本书中一律采用正逻辑。今后除非特别说明，本书中一律采用正逻辑。76 6） 门电路的发展门电路的发展从分立元件到集成电路。从分立元件到集成电路。从制造工艺上可以将目前使用的数字集成电路分为从制造工艺上可以将目前使用的数字集成电路分为双极型双极型、单极型单极型和和混合型混合型三种。三种。集成电路优点：集成电路优点：体积小体积小、重量轻重量轻、可靠性好可靠性好。8一、半导体二极管的开关特性一、半导体二极管的开关特性1.1.理想开关的开关特

4、性理想开关的开关特性 静态：静态：断开时，其等效电阻断开时，其等效电阻 R ROFFOFF = = ， I IOFFOFF = 0= 0。 闭合时，其等效电阻闭合时，其等效电阻 R RO O = 0= 0， U UAKAK = 0= 0。动态：动态：开通时间开通时间 t tONON = 0 = 0。 关断时间关断时间 t tOFFOFF = 0 = 0。3.23.2半导体二极管门电路半导体二极管门电路92. 2. 实际半导体二极管的开关特性实际半导体二极管的开关特性IIL0vV时，二极管时，二极管导通导通OOL0vVIIHCCvVV时，二极管时，二极管截止截止OOHCCvVV二极管开关电路二极

5、管开关电路VCCRD+-+vOvI10二极管的伏安特性二极管的伏安特性vio伏安特性伏安特性) 1e (TsVvIi导通后有阻抗导通后有阻抗；两端有压降两端有压降；11VONrDVONOivVONOivVONVON和和rD不能忽略不能忽略OivVON不能忽略不能忽略rD可以忽略可以忽略i+-+VCCv12实际电路举例实际电路举例三、二极管与门二极管与门的逻辑电平二极管与门的逻辑电平A/V0033B/V0303Y/V0.70.70.73.7D D1 1、D D2 2导通导通D D1 1导通导通 D D2 2截止截止D D1 1截止截止 D D2 2导通导通D D1 1、 D D2 2导通导通以以

6、A A、B B为两个输入变量，为两个输入变量，Y Y为输出变量。为输出变量。设输入的高、低电平分别为设输入的高、低电平分别为3V3V、0V0V，二极管的正向导通压降为二极管的正向导通压降为0.7V 0.7V 。Y二极管与门二极管与门VCC（5V）RD1D2AB1314A0011B0101Y0001二极管与门的真值表二极管与门的真值表ABY 这种与门电路很简单这种与门电路很简单1）输出的高、低电平数值和输入的高、低电平数值不相等，）输出的高、低电平数值和输入的高、低电平数值不相等，2）负载电阻的改变有时会影响输出高电平。）负载电阻的改变有时会影响输出高电平。15四、二极管或门 A/V0033B/V0303Y/V02.32.32.3二极管或门的逻辑电平二极管或门的逻辑电平D1、D2截止截止D1截止截止D2导通导通 D1导通导通D2截止截止D1、 D2导通导通以以A A、B B作为输入变量，作为输入变量，Y Y为输出变量。为输出变量。设输入的高、低电平分别为设输入的高、低电平分别为3V、0V，二极管的正向导通压降