非门、与非门教案示例非门、与非门教案示例
（一）教学目的
1．初步认识非门的开关条件及其应用。
2．初步认识与非门的开关条件及其应用。
（二）实验器材
T065或74LS00型二输入端四与非门集成电路1块、GD55—2型发光二极管1只、100欧定值电阻1只、玩具小电动机一个、液体传感器1个、蜂鸣器1个、光敏电阻1个、常开按钮开关1个、手电筒1只。
（三）教学过程
1．复习
问：什么是门电路？（是起开关作用的集成电路）
问：与门有几个输入端？几个输出端？（两个输入端，一个输出端。）
问：与门是如何实现开关作用的？（在与门的两个输入端都是高电位时，输出端是高电位，此时与门起闭合电路的作用；在与门的一个输入端是低电位或两个输入端都是低电位时，输出端是低电位，此时与门起打开电路的作用。）
问：与门的两个输入端是空着时，输出端是高电位还是低电位？（高电位。）
2．进行新课
(1)非门和它接入电路的情形
我们再学一种门电路，叫做非门。
板书：（第四节非门）
大家看课本中的图15—21。甲图就是一个非门，它有
几个输入端？几个输出端？（一个输入端，一个输出端。）乙图是非门接入电路中的情形，下面我们就照这个图
连接电路，看输入端空着时，发光二极管发不发光。
演示实验：照课本图15—21乙连接电路，使输入端空着，让学生观察发光二极管发不发光。
学生回答不发光后，教师说明：输入端空着时，是高
电位，这时二极管不发光，说明输出端是低电位。接着
请学生做将输入端接高电位，再接低电位的实验，将对
应的输出端的电位高低填入课本上图15—21下面的表中。
学生做完实验后，师生共同总结，同时板书：
（非门输出端的电位高低跟输入端相反。空着的输入
端是高电位。）
(2)非门的应用
①应用非门的基本电路
在黑板上画出如课本图15—22的电路，说明这就是应用非门的基本电路。当非门的输入端和低电位间的开关
接通时，输入端是低电位，输出端是高电位，用电器开
始工作。下面我们用液体传感器代替开关，就能看到非门是很有实用价值的开关。
②出示液体传感器并介绍液体传感器的原理、符号（参照课本图15—24）。
③学生实验：让学生照课本图15—23连接电路。在液体传感器上洒些水，观察电动机是否转动；把洒的水擦干，观察电动机是否转动。
实验后，在老师启发下讨论：利用刚才的实验电路能做些什么？（参见本节课文的最后一个自然段）下面我们再学习一种门电路，叫做与非门，它是一种最常见的门电路。
板书：（第五节与非门）
(3)与非门和它在电路中的连接方法
出示与非门，说明它跟与门一样也有两个输入端和一个输出端。现在我们用课本图15-26乙做实验，观察与非门的开关条件。
学生实验：让学生照课本图15—26乙连接电路，说明空着的输入端是高电位，按课本“实验”下面的表格顺序做实验，把实验结果填在表中。
实验后，老师问学生：与非门的开关条件跟与门相同吗？（不同）然后师生共同总结，得出结论（板书）：（与非门跟与门相反，只要有一个输入端是低电位，
或者两个输入端都是低电位，输出端都是高电位；只是
在两个输入端都是高电位时，输出端才是低电位。空着
的输入端是高电位。）
(4)与非门的应用
①应用与非门的基本电路
在黑板上画出应用与非门的基本电路（课本上图15—27），说明只要输入端有一个开关同低电位接通，输出端就是高电位，用电器开始工作。
现在我们用光敏电阻、按钮开关替换两个开关，做实验，实验后会发现与非门也是一个很有实用价值的开关。
②学生实验：让学生照课本图15—28连接电路。先根据与非门的特点分析：有光照射光敏电阻时，蜂鸣器是
否会发声；按压按钮开关，蜂鸣器是否会发声；用光照
射光敏电阻的同时按压按钮开关，蜂鸣器是否会发声。
然后用实验验证自己的分析。
实验后，在老师启发下讨论：利用刚才的实验电路能
做些什么？（参见本节课文的最后一个自然段）
3．布置作业
复习本章一、二、三、四、五节，列表说明与门、非门、与非门的开关条件和典型应用实例。
（四）说明
1．将T065或74LS00集成块中的与非门a连接成非门
的方法（参见图15—1）：将a的输入端1、2脚合并成一个输入端作为非门的输入端，a的输出端3脚仍作为非门的输出端，再将其封装成课本图15—21甲的样子。 2．液体传感器可按课本图15—24自制，制作中要注意两组铜箔条间的距离（几个毫米），使电动机能够被起动。
3．做与非门实验可选T065或74LS00集成块中的任一个与非门做，将其封装成课本图15—26甲的样子。
4．同学们往往不理解有了与门为什么还要非门和与非门，做好课本中图15—23和图15—28的实验，会使学生认识到非门和与非门是很有实用价值的。
教学要求： 熟练掌握最简单的与、或、非门电路；掌握TTL 门电路、CMOS 门电路特点和逻辑功能（输入输出关系）；掌握TTL 门电路、CMOS 门电路的电气特性；理解TTL 门电路、CMOS 门电路在应用上的区别。了解特殊的门电路，如OC 门，三态门，CMOS 传输门。 教学重点： TTL 门电路的外部特性，逻辑功能、电气特性。CMOS 门电路的外部特性，逻辑功能、电气特性。 2. 1 概述 门电路——用以实现各种基本逻辑关系的电子电路 正逻辑——用1 表示高电平、用0 表示低电平 负逻辑——用0 表示高电平、用1 表示低电子的情况。 2.2 分立元件门电路 2.2.1 二极管的开关特性 图2.2.1二极管静态开关电路及其等效电路 (a)电路图(b) 输入高电平时的等效电路(c)输入低电平时的等效电路
二、动态开关特性在高速开关电路中，需要了解二极管导通与截止间的快速转换过程。 图２.２.２二极管动态开关特性 (a)电路图(b)输入脉冲电压波形(c)实际电流波形 当输入电压U I 由正值U F 跃变为负值U R 的瞬间，V D 并不能立刻截止，而是在外加反向电压UR 作用下，产生了很大的反向电流I R ，这时i D ＝I R ≈- U R ／R ，经一段时间 t rr后二极管V D 才进人截止状态，如图3. 2. 3 (c) 所示。通常将t rr称作反向恢 复时间。产生t rr 的主要原因是由于二极管在正向导通时，P 区的多数载流子空穴大 量流入N 区，N 区的多数载流子电子大量流入P 区，在P 区和N 区中分别存储了 大量的电子和空穴，统称为存储电荷。当U I 由U F跃变为负值U R 时，上述存储 电荷不会立刻消失，在反向电压的作用下形成了较大的反向电流I R ，随着存储电荷 的不断消散，反向电流也随之减少，最终二极管V D 转为截止。当二极管V D 由截 止转为导通时，在P 区和N 区中积累电荷所需的时间远比t rr 小得多，故可以忽略。 2. 2. 2 三极管的开关特性 一、静态开关特性及开关等效电路
） 课程设计任务书 学生姓名：王伟专业班级：电子1001班 指导教师：刘金根工作单位：信息工程学院题目: 基于CMOS的二输入与门电路 初始条件： 计算机、Cadence软件、L-Edit软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） & 1、课程设计工作量：2周 2、技术要求： （1）学习Cadence IC软件和L-Edit软件。 （2）设计一个基于CMOS的二输入的与门电路。 （3）利用Cadence和L-Edit软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 布置课程设计任务、选题；讲解课程设计具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课程设计答疑事项。 | 学习Cadence IC和L-Edit软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 对二输入与门电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 # 摘要 (2) 绪论…....………………………………………….………………….. ..3 一、设计要求 (4) 二、设计原理 (4) 三、设计思路 (4) 3.1、非门电路 (4) 3.2、二输入与非门电路 (6) 、二输入与门电路 (8) } 四、二输入与门电路设计 (9) 4.1、原理图设计 (9) 4.2、仿真分析 (10) 4.3、生成网络表 (13) 五、版图设计........................ (20) 、PMOS管版图设计 (20) 、NMOS管版图设计 (22) 、与门版图设计 (23)
题目：模块六数字电路的基本知识 第二节基本逻辑门 教学目的： 1、掌握与门、或门、非门的逻辑功能及逻辑符号； 2、掌握基本逻辑运算、逻辑函数的表示方法； 3、掌握三种基本的逻辑电路。 重点与难点：重点：基本逻辑关系：“与”关系、“或”关系、“非”关系 难点：基本逻辑门电路的工作原理及其逻辑功能 教学方法： 1、讲授法 2、演示法 组织教学： 1、检查出勤 2、纪律教育 课时安排： 2课时 教学过程(教学步骤、内容等) 模块六数字电路的基本知识 复习回顾： 1、什么叫模拟电路？什么叫数字电路？ 2、常用的数制有哪几种？（要会换算） 导入新课： 数字电路为什么又叫逻辑电路？因为数字电路不仅能进行数字运算，而且还能进行逻辑推理运算，所以又叫数字逻辑电路，简称逻辑电路。 定义：所谓逻辑电路是指在该电路中，其输出状态（高、低电平）由一个或多个输入状态（高、低电平）来决定。 数字电路的基本单元是基本逻辑电路，它们反映的是事物的基本逻辑关系。 什么是门？ 新课讲解： 基本逻辑门 三种基本逻辑关系 一、“与”逻辑 1、定义：如果决定某事物成立（或发生）的诸原因（或条件）都具备，事件才发生，而只要其中一个条件不具备，事物就不能发生，这种关系称为“与”关系。
2、示例：两个串联的开关控制一盏电灯。 A B 3、“与”逻辑关系真值表 0---开关断开/灯不亮 1---开关闭合/灯亮 4、逻辑规律：有“0”出“0”，全“1”出“1” 5、逻辑符号：二、“或”逻辑 1、定义：A 、B 等多个条件中，只要具备一个条件，事件就会发生，只有所有条件均不具备的时候，事件才不发生，这种因果关系称为“或”逻辑。 2、示例：两个并联的开关控制一盏电灯。 A 3、“或”逻辑关系真值表 0---开关断开/灯不亮 1---开关闭合/灯亮 4、逻辑规律：有“1”出“1”，全“0”出“0” 5、逻辑符号：三、“非”逻辑 1、定义：决定事件结果的条件只有一个A ，A 存在，事件Y 不发生，A 不存在，事件Y 发生，这种因果关系叫做“非”逻辑。 R
成绩评定表
课程设计任务书
目录 1 绪论 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目标 (1) 2 四输入与非门电路 (2) 2.1电路原理图 (2) 2.2四输入与非门电路仿真观察波形 (2) 2.3四输入与非门电路的版图绘制 (3) 2.4四输入与非门版图电路仿真观察波形 (4) 2.5LVS检查匹配 (5) 总结 (7) 参考文献 (8) 附录一：电路原理图网表 (9) 附录二：版图网表 (10)
1 绪论 1.1 设计背景 tanner是用来IC版图绘制软件，许多EDA系统软件的电路模拟部分是应用Spice程序来完成的，而tanner软件是一款学习阶段应用的版图绘制软件，对于初学者是一个上手快，操作简单的EDA软件。 Tanner集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows 平台的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大，易学易用，包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS，从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。其中的L-Edit版图编辑器在国内应用广泛，具有很高知名度。 L-Edit Pro是Tanner EDA软件公司所出品的一个IC设计和验证的高性能软件系统模块，具有高效率，交互式等特点，强大而且完善的功能包括从IC设计到输出，以及最后的加工服务，完全可以媲美百万美元级的IC设计软件。L-Edit Pro包含IC设计编辑器(Layout Editor)、自动布线系统(Standard Cell Place & Route)、线上设计规则检查器（DRC）、组件特性提取器（Device Extractor）、设计布局与电路netlist的比较器(LVS)、CMOS Library、Marco Library，这些模块组成了一个完整的IC设计与验证解决方案。L-Edit Pro丰富完善的功能为每个IC设计者和生产商提供了快速、易用、精确的设计系统。 1.2设计目标 1.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑四输入与非门电路原理图。 2.用tanner软件中的W-Edit对四输入与非门电路进行仿真，并观察波形。 3.用tanner软件中的L-Edit绘制四输入与非门版图，并进行DRC验证。 4.用W-Edit对四输入与非门的版图电路进行仿真并观察波形。 5.用tanner软件中的layout-Edit对四输入与非门进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度。
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电子1003班 指导教师：封小钰工作单位：信息工程学院 题目: CMOS四输入与非门电路设计 初始条件： 计算机、ORCAD软件、L-EDIT软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：2周 2、技术要求： （1）学习ORCAD软件、L-EDIT软件。 （2）设计一个CMOS四输入与非门电路。 （3）利用ORCAD软件、L-EDIT软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 2013.11.22布置课程设计任务、选题；讲解课程设计具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课程设计答疑事项。 2013.11.25-11.27学习ORCAD软件、L-EDIT软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 2013.11.28-12.5对CMOS四输入与非门电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2013.12.6 提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
摘要........................................................................ I Abstract ................................................................... II 1 绪论 (1) 2 设计内容及要求 (2) 2.1 设计的目的及主要任务 (2) 2.2 设计思想 (2) 3软件介绍 (3) 3.1 OrCAD简介 (3) 3.2 L-Edit简介 (4) 4 COMS四输入与非门电路介绍 (5) 4.1 COMS四输入与非门电路组成 (5) 4.2 四输入与非门电路真值表 (6) 5 Cadence中四输入与非门电路的设计 (7) 5.1 四输入与非门电路原理图的绘制 (7) 5.2 四输入与非门电路的仿真 (8) 6 L-EDIT中四输入与非门电路版图的设计 (10) 6.1 版图设计的基本知识 (10) 6.2 基本MOS单元的绘制 (11) 6.3 COMS四输入与非门的版图设计 (13) 7课程设计总结 (14) 参考文献 (15)
知识目标： 了解与门、或门、非门等基本逻辑门电路的特点及功能。 能快速识别电路图符号并写出真值表 逻辑门的输入输出间的关系。 能力目标： 熟悉、熟练逻辑门电路图、符号及其运算 重点： 与门、或门、非门等基本逻辑门电路特点 逻辑门的输入输出间的关系 难点： 基本逻辑门的运算
【课堂导入】 “逻辑”指的是事物的前因后果所遵循的规律，如果把数字电路中的输入信号看作是“条件”，输出信号看作是“结果”，那么数字电路的输入输出信号就存在着一定的因果关系，即逻辑关系，能实现一定逻辑关系的数字电路称为逻辑门电路。（基本逻辑门电路：与门、非门、或门）【教学过程】逻辑门基本知识 一．基本逻辑门电路： 与门：当开关S1、S2同时闭合时，灯L就亮。 若将开关闭合为“1”，断开为“0”；灯亮为 “1”，灯灭为“0”； 真值表：将各变量和函数可能出现的情况用下表表 示。 输入端A、B，输出端Y： ____ ＆ 逻辑符号： A ____Y ____ B 与门电路真值表 输入输出 A B Y 000 010 100 111 与门逻辑表达式：Y = A ?B 逻辑功能：全1出1，有0出0 或门：当开关S1或S2闭合时，灯L就亮。
或门电路真值表 逻辑符号： ____ A ____Y ____ B 输入 输出 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 或门逻辑表达式：Y = A + B 逻辑功能：全0出0，有1出1 非门：当开关S 1断开时，灯L 就亮。 非门电路真值表 逻辑符号： A ____ ____Y 输入 输出 A Y 0 1 1 0 非门逻辑表达式：Y = A ‘ 逻辑功能：有1出0，有0出1 问题：基本逻辑门的符号分别是什么分别有什么逻辑功能 >1 1
1绪论 1.1 设计背景 随着集成电路技术的日益进步，使得计算机辅助设计（CAD）技术已成为电路设计师不可缺少的有力工具[1]。国外电子线路CAD软件的相继推出与版本更新，使CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，如芯片版图的绘制、电路的绘图、模拟电路仿真、逻辑电路仿真、优化设计、印刷电路板的布线等。CAD技术的发展使得电子线路设计的速度、质量和精度得以保证。在众多的CAD 工具软件中，Spice程序是精度最高、最受欢迎的软件工具，tanner是用来IC 版图绘制软件，许多EDA系统软件的电路模拟部分是应用Spice程序来完成的，而tanner软件是一款学习阶段应用的版图绘制软件，对于初学者是一个上手快，操作简单的EDA软件。 Tanner集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows 平台的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大，易学易用，包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS，从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。其中的L-Edit版图编辑器在国应用广泛，具有很高知名度。 L-Edit Pro是Tanner EDA软件公司所出品的一个IC设计和验证的高性能软件系统模块，具有高效率，交互式等特点，强大而且完善的功能包括从IC设计到输出，以及最后的加工服务，完全可以媲美百万美元级的IC设计软件。L-Edit Pro包含IC设计编辑器(Layout Editor)、自动布线系统(Standard Cell Place & Route)、线上设计规则检查器（DRC）、组件特性提取器（Device Extractor）、设计布局与电路netlist的比较器(LVS)、CMOS Library、Marco Library，这些模块组成了一个完整的IC设计与验证解决方案[2]。L-Edit Pro 丰富完善的功能为每个IC设计者和生产商提供了快速、易用、精确的设计系统。 虽然SPICE开发至今已超过20年，然而其重要性并未随着制程的进步而降低。就国的设计环境而言，商用的SPICE模拟软件主要有Hspice、Pspice、SBTspice、SmartSpice与Tspice等。 HSpice是Spice程序应用在PC上的程序，它的主要算法与Spice相同。由于HSpice A/D程序集成了模拟与数字电路的仿真运算法，它不仅可以仿真单一
《集成电路CAD》课程设计报告》 ——两输入或非门的设计 班级： 学号： 姓名： 指导教师：
一、设计要求 （1）绘制电路图 a、明确电路结构； b、明确电路中器件的类型、数目； c、明确电路中端口的数目以及所联接的信号类型； d、确定MOS的宽长比，确定MOS管的尺寸，沟长采用所用工艺规定的最 小条宽的整数倍。 （2）根据电路结构绘制版图 在正确的电路结构基础上，绘制版图： a、要求版图中电路的元件数目、类型以及尺寸与所画电路结构保持一致； b、要求元件之间连接正确，并与所确定电路结构保持一致； c、要求版图中电路的端口数目、位置与所确定电路保持一致； （3）DRC验证 绘制版图后要进行DRC验证： a、采用DRC规则文件对绘制版图进行DRC校验； b、根据校验提示语句修改版图直至正确为止，提交正确的DRC校验结果。 （4）撰写课程设计报告 按以下要求书写： a、报告严格按照以下提供模板格式书写； b、报告内容要含有原电路电路图以及所绘制版图的截图； c、报告内容要含有DRC校验结果（相关截图以及文件）。 二、设计目的 1、熟悉candence软件，并掌握其各种工具的使用方法。 2、用cadence设计一个三输入或非门，并画出仿真电路、版图、并验证其特性。 三、设计的具体实现 1.电路概述 二输入或非门有两个输入端A和B以及一个输出端Q，当A端或B端为高电平时输出为低电平，当两个输入都为低电平输出才为高，表达式如下所示： = Y+ A B
或非门的电路符号和真值表如图1所示： 图2 由于此次是用CMOS管构建的二输入或非门，而CMOS管的基本门电路有非门、与非门、或非门等，所以直接用CMOS管搭建出二输或非门电路。原理图如图二所示。 2.cadence简介： Cadence公司的电子设计自动化（Electronic Design Automation）产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。本次设计是基于cadence工具的三输入或非门的电路和版图设计。
高中物理新课程标准教材 物理教案( 2019 — 2020学年度第二学期 ) 学校： 年级： 任课教师： 物理教案 / 高中物理 / 高一物理教案 编订：XX文讯教育机构
与非门作为与门、非门教案示例 教材简介:本教材主要用途为通过学习物理知识，可以让学生培养自己的逻辑思维能力,对事物的理解认识也会有一定的帮助，本教学设计资料适用于高中高一物理科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。 （一）教学目的 初步认识与非门可以代替与门、非门。 （二）实验器材 T065或74LS00型二输入端四与非门集成电路两块，100欧定值电阻1只，GD55—2型发光二极管1只，常闭按钮开关两个，一号干电池三节（附电池盒），MG42—20A型光敏电阻1只。 （三）教学过程 1．复习 我们已经学过了与门、非门、与非门三种门电路，同学们还记得与门、非门、与非门使电路闭合的条件吗？同学们边回答，老师边板书： （与门输入端都是高电位时非门输入端是低电位时与非门只要有一个输入端是低电位）与非门是最常见的门电路，这是因为不但它本身很有用而且在没有专用的非门、与门时
（为了生产、调试的方便与规范，在集成电路产品中没有与门、非门，而只供应与非门），可以用与非门来分别代替它们。今天我们就学习如何把与非门作为与门、非门使用。板书：（第六节与非门作为与门、非门） 2．进行新课 (1)用与非门作为非门 同学们，现在我们研究只应用与非门的一个输入端A（或B），另一个输入端B（或A）空着，这个与非门的开关条件。 问：把这个与非门的A与低电位相接时，它的输出端是高电位还是低电位？把它当作一个电路的开关，此时电路是开的，还是关的？（高电位，关的） 问：把这个与非门的A与高电位相接时，它的输出端是高电位还是低电位？这个开关电路是开的，还是关的？（低电位，开的） 问：这样使用与非门，这个与非门可不可以看作是个非门（与本节课复习中的板书呼应）？（可以） 板书： （只应用与非门的一个输入端A或输入端B时，这个与非门'be统闪朔敲拧a9 学生实验：让学生按课本图15—29连接电路，并说明把电路中的两个与非门都当做非门
集成电路版图设计 课程设计报告 课题名称：三输入多数表决器 姓名： XXXX 学号： 21111111 班级：电子科学与技术班
1.概述 集成电路是一种微型电子器件或部件。它是采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管等有源器件和电阻、电容等无源器件及布线互连在一起，制作在一小块半导体晶片上，封装在一个管壳内，执行特定电路或系统功能的微型结构；这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和接点的数目也可控制、大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进一大步。目前，集成电路经历了小规模集成、中规模集成、大规模集成和超大规模集成。单个芯片上已经可以制作包含臣大数量晶体管的、完整的数字系统。 在整个集成电路设计过程中，版图设计是其中重要的一环。它是把每个原件的电路表示转换成集合表示，同时，元件间连接的线也被转换成几何连线图形。对于复杂的版图设计，一般把版图设计划分成若干个子版图进行设计，对每个子版图进行合理的规划和布图，子版图之间进行优化连线、合理布局，使其大小和功能都符合要求。 版图设计有特定的规则，这些规则是集成电路制造厂家根据自己的工艺特点而制定的。不同的工艺，有不同的设计规则。设计者只有得到了厂家提供的规则以后，才能开始设计。在版图设计过程中，要进行定期的检查，避免错误的积累而导致难以修改。 2.设计要求 1) .设计一个三输入的多数表决器的版图。
2)．分析三输入多数表决器的功能及逻辑关系。 3)．用与非门的形式构建该表决器的电路图。 4)．利用EDA工具PDT画出其相应版图。 5)．利用几何设计规则文件进行在线DRC验证并修改版图。3.电路分析 根据三输入多数表决器的功能要求设计如果同意则输入1不同意输入0三输入表决器功能为有两个或者两个以上人同意则，则输出1，否者输出0,其真值表如下： 化简真值表得逻辑表达式表示并化简为： Out=A BC + A B C + AB C +ABC =AB+BC+AC = AB BC AC 这样可以用到三个两输入与非门和一个四输入与非门，达到逻辑功能和晶体管数量最小化的效果，节约了版图资源，减小了复杂程度。其逻辑电路图很容易得出如下：
Lab 2 二与非门电路原理图设计 1.实验目的 1.1了解Schematic设计环境 1.2掌握二与非门电路原理图输入方法 1.3掌握逻辑符号创建方法 2.实验原理 2.1Schematic设计环境 启动Schematic Editor后，在命令解释窗口CIW中，打开任意库与单元中的Schematic视图，浏览Schematic Editing窗口如图2.1所示，顶部为菜单栏（Menu），左侧为图标栏（Icon Bar），具体介绍如下： 图2.1 Schematic Editing窗口 菜单栏 菜单栏中可选菜单有Tool、Design、Window、Edit、Add、Check、Sheet、Options等项。其中常用菜单有： Tool菜单提供设计工具以及辅助命令。比如，lab4、lab5所使用的仿真工具ADE，就在Tool下拉菜单中。 Window菜单中的各选项有调整窗口的辅助功能。比如，Zoom选项对窗口放大（Zoom in）与缩小（Zoom out），fit选项将窗口调整为居中，redraw选项为刷新。 Edit菜单实现具体的编辑功能，主要有取消操作（Undo）、重复操作（Redo）、拉伸（Stretch）、拷贝（copy）、移动（Move）、删除（Delete）、旋转（Rotate）、属性（Properties）、选择（Select）、查找（Search）等子菜单，在以下实验中将大量应用。 Add菜单用于添加编辑所需要的各种素材，比如元件（Instance）或输入输出端点（pin）等。 图标栏 图标栏内的所有命令都可以在菜单栏实现，图标栏提供使用频率较高的一些
新修订高中阶段原创精品配套教材 非门、与非门教案示例教材定制 / 提高课堂效率 /内容可修改 Example of NOT gate and NAND gate case 教师：风老师 风顺第二中学 编订：FoonShion教育
非门、与非门教案示例 （一）教学目的 1．初步认识非门的开关条件及其应用。 2．初步认识与非门的开关条件及其应用。 （二）实验器材 T065或74LS00型二输入端四与非门集成电路1块、GD55—2型发光二极管1只、100欧定值电阻1只、玩具小电动机一个、液体传感器1个、蜂鸣器1个、光敏电阻1个、常开按钮开关1个、手电筒1只。 （三）教学过程 1．复习 问：什么是门电路？（是起开关作用的集成电路） 问：与门有几个输入端？几个输出端？（两个输入端，一个输出端。） 问：与门是如何实现开关作用的？（在与门的两个输入端都是高电位时，输出端是高电位，此时与门起闭合电路的作用；在与门的一个输入端是低电位或两个输入端都是低电
位时，输出端是低电位，此时与门起打开电路的作用。）问：与门的两个输入端是空着时，输出端是高电位还是低电位？（高电位。） 2．进行新课 (1)非门和它接入电路的情形 我们再学一种门电路，叫做非门。 板书：（第四节非门） 大家看课本中的图15—21。甲图就是一个非门，它有几个输入端？几个输出端？（一个输入端，一个输出端。）乙图是非门接入电路中的情形，下面我们就照这个图连接电路，看输入端空着时，发光二极管发不发光。 演示实验：照课本图15—21乙连接电路，使输入端空着，让学生观察发光二极管发不发光。 学生回答不发光后，教师说明：输入端空着时，是高电位，这时二极管不发光，说明输出端是低电位。接着请学生做将输入端接高电位，再接低电位的实验，将对应的输出端的电位高低填入课本上图15—21下面的表中。 学生做完实验后，师生共同总结，同时板书： （非门输出端的电位高低跟输入端相反。空着的输入端是高电位。） (2)非门的应用 ①应用非门的基本电路
目录 1绪论 (2) 1.1 设计背景 (2) 1.2设计目标 (2) 2与门电路设计 (3) 2.1电路原理 (3) 2.2电路结构 (3) 2.3与门电路仿真波形 (4) 2.4与门电路的版图绘制及DRC验证 (5) 2.5与门电路版图仿真 (6) 2.6 LVS检查匹配 (6) 总结 (8) 参考文献 (9) 附录一版图网表： (10) 附录二电路图网表 (12)
1绪论 1.1 设计背景 Tanner集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows 平台的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大，易学易用，包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS，从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。其中的L-Edit版图编辑器在国内应用广泛，具有很高知名度。 L-Edit Pro是Tanner EDA软件公司所出品的一个IC设计和验证的高性能软件系统模块，具有高效率，交互式等特点，强大而且完善的功能包括从IC设计到输出，以及最后的加工服务，完全可以媲美百万美元级的IC设计软件。L-Edit Pro包含IC设计编辑器(Layout Editor)、自动布线系统(Standard Cell Place & Route)、线上设计规则检查器（DRC）、组件特性提取器（Device Extractor）、设计布局与电路netlist的比较器(LVS)、CMOS Library、Marco Library，这些模块组成了一个完整的IC设计与验证解决方案。L-Edit Pro丰富完善的功能为每个IC设计者和生产商提供了快速、易用、精确的设计系统。 1.2设计目标 1.用MOS场效应管实现二输入与门电路。 2.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑反相器电路原理图。 3.用tanner软件中的W-Edit对反相器电路进行仿真，并观察波形。 4.用tanner软件中的L-Edit绘制反相器版图，并进行DRC验证。 5.用W-Edit对反相器的版图电路进行仿真并观察波形。 6.用tanner软件中的layout-Edit对反相器进行LVS检验观察原理图与版图的 匹配程度。
第二章逻辑门电路 第一节重点与难点 一、重点： 1．TTL与非门外特性 （1）电压传输特性及输入噪声容限：由电压传输特性曲线可以得出与非门的输出信号随输入信号的变化情况，同时还可以得出反映与非门抗干扰能力的参数U on、U off、U NH和U NL。开门电平U ON是保证输出电平为最高低电平时输入高电平的最小值。关门电平U OFF是保证输出电平为最小高电平时，所允许的输入低电平的最大值。 （2）输入特性：描述与非门对信号源的负载效应。根据输入端电平的高低，与非门呈现出不同的负载效应，当输入端为低电平U IL时，与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流I IL通常为1～。当输入端为高电平U IH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流I IH通常小于50μA。 （3）输入负载特性：实际应用中，往往遇到在与非门输入端与地或信号源之间接入电阻的情况，电阻的取值不同，将影响相应输入端的电平取值。当R≤关门电阻R OFF时，相应的输入端相当于输入低电平；当R≥?开门电阻R ON时，相应的输入端相当于输入高电平。 2．其它类型的TTL门电路 （1）集电极开路与非门（OC门） 多个TTL与非门输出端不能直接并联使用，实现线与功能。而集电极开路与非门（OC 门）输出端可以直接相连，实现线与的功能，它与普通的TTL与非门的差别在于用外接电阻代替复合管。 （2）三态门TSL 三态门即保持推拉式输出级的优点，又能实现线与功能。它的输出除了具有一般与非门的两种状态外，还具有高输出阻抗的第三个状态，称为高阻态，又称禁止态。处于何种状态由使能端控制。 3．CMOS逻辑门电路 CMOS反相器和CMOS传输门是CMOS逻辑门电路的最基本单元电路，由此可以构成各种CMOS逻辑电路。当CMOS反相器处于稳态时，无论输出高电平还是低电平，两管中总有一管导通，一管截止，电源仅向反相器提供nA级电流，功耗非常小。CMOS器件门限电平U TH近似等于1/2U DD，可获得最大限度的输入端噪声容限U NH和U NL=1/2U DD。 二、难点： 1．根据TTL与非门特性，正确分析和设计电路； 2．ECL门电路的逻辑功能分析； 3．CMOS电路的分析与设计； 4．正确使用逻辑门。 三、考核题型与考核重点 1．概念 题型为填空、判断和选择。
什么是与门电路及与非门电路原理？ 什么是与门电路 从小巧的电子手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成集成电路的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。 什么是门电路 “门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都是有条件的。例如．一名学生去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。 门电路是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同，而分为与门、非门、与非门等等。 与门 我们先学习与门，在这之前请大家先看图15-16，懂得什么是高电位，什么是低电位。
图15-17甲是我们实验用的与用的与门，它有两个输入端Ａ、Ｂ和一个输出端。图15-17乙是它连人电路中的情形，发光二极管是用来显示输出端的电位高低：输出端是高电位，二极管发光；输出端是低电位，二极管不发光。 实验 照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线，表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管是否发光，判定输出端电位的高低。
输入端着时，它的电位是高电位，照图15-18戊那样，让两输人端都空着，则输出瑞的电位是高电位，二极管发光。 可见，与门只在输入端A与输入端Ｂ都是高电位时，输出端才是高电位；输入端Ａ、Ｂ只要有一个是低电位，或者两个都是低电位时，输出端也是低电位。输人端空着时，输出端是高电位。 与门的应用 图15-19是应用与门的基本电路，只有两个输入端Ａ、Ｂ同低电位间的开关同时断开，Ａ与Ｂ才同时是高电位，输出端也因而是高电位，用电器开始工作。
实验二组合逻辑电路的设计与测试 一、实验目的 1、掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。 2、加深对基本门电路使用的理解。 二、实验原理 1、组合电路是最常用的逻辑电路，可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他 功能的门电路。例如，根据与门的逻辑表达式Z= AB =得知，可以用两 个非门和一个或非门组合成一个与门，还可以组合成更复杂的逻辑关系。 2、分析组合逻辑电路的一般步骤是： 1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式； 2)化简和变换各逻辑表达式； 3)列出真值表； 4) 根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定其功能。 3、设计组合逻辑电路的一般步骤与上面相反，是： 1)根据任务的要求，列出真值表； 2)用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3)根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件构成电路； 4)最后，用实验来验证设计的正确性。 4、组合逻辑电路的设计举例 1)用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个“1”时， 输出端才为“1”。 设计步骤： 根据题意，列出真值表如表2-1所示，再添入卡诺图表2-2中。 表2-1 表决电路的真值表 表2-2 表决电路的卡诺图 然后，由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式： ABD CDA BCD ABC Z+ + + = B A+
? = ? ABC? ACD BCD ABC 最后，画出用“与非门”构成的逻辑电路如图2-1所示： 图2-1 表决电路原理图 输入端接至逻辑开关（拨位开关）输出插口，输出端接逻辑电平显示端口，自拟真值表，逐次改变输入变量，验证逻辑功能。 三、实验设备与器材 1.数字逻辑电路实验箱。 2.数字逻辑电路实验箱扩展板。 3.数字万用表。 4.芯片74LS00、74LS02、74LS04、74LS10、74LS20。 四、实验内容实验步骤 1、完成组合逻辑电路的设计中的两个例子。 2、设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过)，要求用四2输入与非门 来实现。 3、用与非门74LS00和异或门74LS86设计一可逆的4位码变换器。 要求： 1)当控制信号C=1时，它将8421码转换成为格雷码；当控制信号C=0时，它 将格雷码转换成为8421码； 2)写出设计步骤，列出码变换关系真值表并画出逻辑电路图； 3)安装电路并测试逻辑电路的功能。 五、实验预习要求 1、复习各种基本门电路的使用方法。 2、实验前，画好实验用的电路图和表格。 3、自己参考有关资料画出实验内容2、3、4中的原理图，找出实验将要使用的芯 片，以备实验时用。 六、实验报告要求 1、将实验结果填入自制的表格中，验证设计是否正确。 2、总结组合逻辑电路的分析与设计方法。
与非门作为与门、非门教案示例 详细介绍： 教学目的 初步认识与非门可以代替与门、非门。 实验器材 T065或74LS00型二输入端四与非门集成电路两块，100欧定值电阻1只，GD55—2型发光二极管1只，常闭按钮开关两个，一号干电池三节，G42—20A型光敏电阻1只。 教学过程 ．复习 我们已经学过了与门、非门、与非门三种门电路，同学们还记得与门、非门、与非门使电路闭合的条件吗？同学们边回答，老师边板书： 与非门是最常见的门电路，这是因为不但它本身很有用而且在没有专用的非门、与门时，可以用与非门来分别代替它们。今天我们就学习如何把与非门作为与门、非门使用。板书： ．进行新 用与非门作为非门 同学们，现在我们研究只应用与非门的一个输入端A，另一个输入端B空着，这个与非门的开关条件。
问：把这个与非门的A与低电位相接时，它的输出端是高电位还是低电位？把它当作一个电路的开关，此时电路是开的，还是关的？ 问：把这个与非门的A与高电位相接时，它的输出端是高电位还是低电位？这个开关电路是开的，还是关的？ 问：这样使用与非门，这个与非门可不可以看作是个非门？ 板书： 它的输出端是高电位还是低电位？第二个非门的输出端是高电位，还是低电位？发光二极管是亮，还是不亮？ 问：没有光照射光敏电阻时，左边的非门的A端是低电位还是高电位？为什么？它的输出端是高电位还是低电位？第二个非门的输出端是高电位还是低电位？发光二极管亮还是不亮？ 好了，同学们开始实验，检验一下我们的分析是否正确。 实验后，老师点明，这实际是夜明灯的电路。 用与非门作为与门 教师边在黑板上画门电路边说：现在有两个与非门，把第二个与非门作为非门使用，并且把非门的输入端与个与非门的输出端相接，我们分析这个门电路的开关条件：只要有一个输入端是低电位，非门的输入端就是高电位，这个门电路的输出端是低电位。板书：
课程名称Course 集成电路设计技术 项目名称 Item 二输入与非门、或非门版图设 计 与非门电路的版图： .spc文件（瞬时分析）： * Circuit Extracted by Tanner Research's L-Edit / Extract ; * TDB File: E:\cmos\yufeimen, Cell: Cell0 * Extract Definition File: C:\Program Files\Tanner EDA\L-Edit\spr\ * Extract Date and Time: 05/25/2011 - 10:03 .include H:\ VPower VDD GND 5 va A GND PULSE (0 5 0 5n 5n 100n 200n) vb B GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) .tran 1n 400n .print tran v(A) v(B) v(F) * WARNING: Layers with Unassigned AREA Capacitance. *
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* * WARNING: Layers with Unassigned FRINGE Capacitance. * * * 什么就是与门电路及与非门电路原理？ 什么就是与门电路 从小巧的电子手表,到复杂的电子计算机,它们的许多元件被制成集成电路的形式,即把几十、几百,甚至 成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最 多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。 什么就是门电路 “门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都就是有条件的。例如.一名学生去买书包,只买既好瞧 又给买的,那么她的家门只对“好瞧”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。 门电路就是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同,而分为与门、非门、与非门等等。 与门 我们先学习与门,在这之前请大家先瞧图15-16,懂得什么就是高电位,什么就是低电位。 图15-17甲就是我们实验用的与用的与门,它有两个输入端Ａ、Ｂ与一个输出端。图15-17乙就是它连人 电路中的情形,发光二极管就是用来显示输出端的电位高低:输出端就是高电位,二极管发光;输出端就是 低电位,二极管不发光。 实验 照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线,表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管就是否发光,判定输出端电位的高低。 输入端着时,它的电位就是高电位,照图15-18戊那样,让两输人端都空着,则输出瑞的电位就是高电位,二极管发光。 可见,与门只在输入端A与输入端Ｂ都就是高电位时,输出端才就是高电位;输入端Ａ、Ｂ只要有一个就是低电位,或者两个都就是低电位时,输出端也就是低电位。输人端空着时,输出端就是高电位。 与门的应用 图15-19就是应用与门的基本电路,只有两个输入端Ａ、Ｂ同低电位间的开关同时断开,Ａ与Ｂ才同时就 是高电位,输出端也因而就是高电位,用电器开始工作。 实验 照图15-20连接电路。图中输入端与低电位间连接的就是常闭按钮开关,按压时断开,不压时接通。 观察电动机在什么情况下转动。 如果图15-20的两个常闭按钮开关分别装在汽车的前后门,图中的电动机就是启动汽车内燃机的电动机, 当车间关紧时常闭按钮开关才能被压开,那么这个电路可以保证只有两个车门都关紧时汽车才能开动。 与非门,与非门就是什么意思 DTL与非门电路: 常将二极管与门与或门与三极管非门组合起来组成与非门与或非门电路,以消除在串接时产生的电平偏离, 并提高带负载能力。 什么是与门电路 从小巧的电子手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成集成电路的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。 什么是门电路 “门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都是有条件的。例如．一名学生去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。 门电路是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同，而分为与门、非门、与非门等等。 与门 我们先学习与门，在这之前请大家先看图15-16，懂得什么是高电位，什么是低电位。 图15-17甲是我们实验用的与用的与门，它有两个输入端Ａ、Ｂ和一个输出端。图15-17乙是它连人电路中的情形，发光二极管是用来显示输出端的电位高低：输出端是高电位，二极管发光；输出端是低电位，二极管不发光。 实验 照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线，表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管是否发光，判定输出端电位的高低。 输入端着时，它的电位是高电位，照图15-18戊那样，让两输人端都空着，则输出瑞的电位是高电位，二极管发光。 可见，与门只在输入端A与输入端Ｂ都是高电位时，输出端才是高电位；输入端Ａ、Ｂ只要有一个是低电位，或者两个都是低电位时，输出端也是低电位。输人端空着时，输出端是高电位。 与门的应用 图15-19是应用与门的基本电路，只有两个输入端Ａ、Ｂ同低电位间的开关同时断开，Ａ与Ｂ才同时是高电位，输出端也因而是高电位，用电器开始工作。 实验与门电路和与非门电路原理
与门电路和与非门电路原理
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