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基本逻辑门电路

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基本逻辑门电路

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

深入详解逻辑门电路

深入详解逻辑门电路
输入端悬空时，VCC通过R1加在 T1集电结、T2、T5发射结上，使T2、T5 导通，输出低电平。故相当于输入端 接高电平。 ★
R1 4kΩ
VCC VB1=2.1V
T1
be2
be5
28
二、输出特性（输出电压随负载电流的变化情况）
1.高电平输出特性 输出高电平时，T4导通，T5截止,
R2
VCC R4
b1 c1 T1

T3
T2
R5

T4

+5V F
F ABC

R3
输入级 倒相级
T5
输出级15
R1 3k b1
R2 750
c2
V3
V1 c1
V2
A B C
e1 e2 e3
R3
R4 3k
360
UCC＝ ＋5 V R5 100
V4 F
V5 UO
UCC
R1 b
e1e2e3 c ABC
UCC
A e1 VD1 B e2 VD2 C e3 VD3
2.1.4 半导体三极管的开关特性
1. 三极管开关电路
VCC
RB + vI iB -
Rc iC +
vO
-
③vI继续增加，RC上的压降也随之增 大，vCE下降，当vCE↓≈0时，三极管 处于深度饱和状态， vO≈0，为低电 平。
注：当VCE=VBE时，三极管为临界饱和导通；
集电极临界饱和导通电流 ICS≈VCC/RC 基极临界饱和导通电流 IBS=ICS/β=VCC/ (β RC)
★
负号表示输入电流流出门.
26
2.vI=VIH=3.6V时
VIH=3.6V IIH=?

基本逻辑门电路

基本逻辑门电路

第一节根本逻辑门电路1.1 门电路的概念：实现根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 BAFB11.8.异或门：逻辑表达式F=A B+A B=1FB11.9.与或非门：逻辑表逻辑表达式F=AB+CDABC F11.10.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，即可构成根本RS触发器，其逻辑电路如图.(a)所示。

它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q。

工作原理 :根本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，那么Q=0,Q=1,触发器置1。

2.当R=0、S=1时，那么Q=1,Q=0,触发器置0。

=1＆≥1如上所述，当触发器的两个输入端参加不同逻辑电平时，它的两个输出端Q和Q有两种互补的稳定状态。

基本逻辑门电路实验小结

基本逻辑门电路实验小结

基本逻辑门电路实验小结基本逻辑门电路实验小结逻辑门电路是数字电路中最基本的电路，其功能是根据输入信号的逻辑关系产生相应的输出信号。

在本次实验中，我们实现了与门、或门、非门和异或门的电路，并通过实验验证了它们的功能。

在与门的实验中，我们使用了两个输入信号A和B，并通过两个与门的连接使得输出信号与两个输入信号同时为高电平时才为高电平。

实验结果显示，当A和B的输入信号同时为高电平时，输出信号确实为高电平；而当A和B中任意一个或两个输入信号为低电平时，输出信号为低电平。

在或门的实验中，我们同样使用了两个输入信号A和B，并通过两个或门的连接使得输出信号与两个输入信号只要有一个为高电平就为高电平。

实验结果显示，当A和B中任意一个或两个输入信号为高电平时，输出信号确实为高电平；而当A 和B的输入信号同时为低电平时，输出信号为低电平。

在非门的实验中，我们只使用了一个输入信号A，并通过一个非门的连接使得输出信号与输入信号相反。

实验结果显示，当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；而当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。

在异或门的实验中，我们同样使用了两个输入信号A和B，并通过两个异或门的连接使得输出信号与两个输入信号不同时为高电平。

实验结果显示，当A和B的输入信号不同时为高电平时，输出信号确实为高电平；而当A和B的输入信号同时为低电平或同时为高电平时，输出信号为低电平。

通过本次实验，我们深入了解了逻辑门电路的基本原理和功能，并通过实验验证了它们的工作原理。

这对我们进一步学习和理解数字电路有很大的帮助。

同时，本次实验也让我加强了实验操作的能力和思维逻辑能力，培养了我细致观察和分析实验现象的能力，为我今后的学习打下了坚实的基础。

基本逻辑门课件

基本逻辑门课件
各数位的权是16的幂
结论:
①一般地，N进制需要用到N个数码，基数是N；运算规律 为逢N进一。 ②如果一个N进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即 (an-1 an-2 … a1 a0 ·a－1 a－2 … a－m)N
则该数的权展开式为：
(M)N ＝ an-1×Nn-1 ＋ an-2 ×Nn-2 ＋ … ＋a1×N1＋ a0 ×N0＋ a－1 ×N-1＋a－2 ×N-2＋… ＋a－m×N-m
用来实现逻辑运算的电路叫逻辑门电路 ，简称门电路。
2、数字电路的优点
（1）便于高度集成化。 （2）工作可靠性高、抗干扰能力强。 （3）数字信息便于长期保存。 （4）数字集成电路产品系列多、通用性强、成本 低。 基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、 与非门、或非门、与或非门和异或门等。
二、数制与编码
不够3位补零，1 0. 0 1
（2）八进制数转换为二进制数：
0 ＝ (152.2)8
将每位八进制数用3位二进制数表示。
0.375 × 2 整数 0.750 „„„ 0=K－1 0.750 × 2 1.500 „„„ 1=K－2 0.500 × 2 1.000 „„„ 1=K－3
高位
低位
所以：(44.375)10＝(101100.011)2 采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意的N进制数。
2、二进制数与八进制数的相互转换 （1）二进制数---八进制数： 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，
数 字 电 路
第一节 基本逻辑门电路
本节课内容：
概 述
数字信号与数字电路 数字电路的优点
数 制
基本逻辑门电路
不同数制间的转换
二进制代码

基本逻辑门电路

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。

项目一-基本逻辑门电路

项目一-基本逻辑门电路

模块五数字电路基础任务一：逻辑门电路 【问题情景】知识目标1.掌握基本逻辑门电路的逻辑功能、图形符号、真值表、逻辑代数表达式。

技能目标：会进行简单的逻辑运算 【基础知识】、基本逻辑门 1. 与逻辑门 (1)与逻辑关系图5-1与逻辑实例(2)二极管与门电路全1出1,有0出3V 0V图5-2 与门电路与门图形符号项目基本逻辑门电路Y=A B捕示灯Jr3V0V小』T如图所示电路，小灯泡在什么情况下会亮?(2)二极管或门电路-5V图5-4或门电路与或门图形符号0V图5-6非门原理电路非门图形符号2.或逻辑门(1)或逻辑关系Y=A+B图5-3或逻辑实例有1出I ，全0出0 ”3V(1V3.非逻辑门 (1)非逻辑关系(2)三极管非门电路--- ory图5-5非逻辑实例等仪4——&O —Y—Fli —2. 或非门在或门后串联非门就构成或非门，如图所示。

图5-8或非门逻辑结构及电路符号3. 与或非门与或非的逻辑结构图及电路符号如下图所示。

图5-9与或非门逻辑结构及电路符号与或非门的逻辑函数式为 Y AB CD ,其逻辑功能为：当输入端的任何一组全 I 时, 输出为0;任何一组输入都至少有一个为0时，输出端才能为I 。

【应知训练】1.门电路中最简单的逻辑门是二、复合逻辑门 732复合逻辑门 1.与非门与仃 V,,菲门(a>图5-7与非门电路图5-8与非门逻辑结构与电路符号与非门的逻辑函数式为 Y AB ，其逻辑功能可归纳为Ml等效 □—Y O或非门的逻辑函数式为YLB ，其逻辑功能可归纳为有1出0,全0出1 ”。

A I tC —D —任务二：门电路 【问题情景】集成逻辑门电路是将逻辑电路的元件和连线都制作在一块半导体基片上。

知识目标1. 掌握TTL 门电路的引脚功能2. 掌握CMOS 门电路的引脚功能 技能目标会测试与非门和逻辑门的功能测试。

【基础知识】一.TTL 门电路集成门电路若是由三极管为主要元件， 输入端和输出端都是三极管结构，极管一三极管逻辑电路，简称(1)型号的规定按现行国家标准规定，TTL 集成电路的型号由五部分构成，现以CT74LS04CP 为例说明型号意义。

基本逻辑门电路

基本逻辑门电路

基本逻辑门电路逻辑门电路是构成数字电路的基础。

它们是能够执行逻辑操作的电子元件，通过输入电信号和逻辑规则，输出电信号。

现如今，逻辑门电路应用非常广泛，例如计算机、移动设备和工业、医疗领域等，都离不开逻辑门电路的应用。

一. 逻辑门电路分类逻辑门电路可以分为基础逻辑门电路和组合逻辑门电路。

基础逻辑门电路的作用是完成基本逻辑运算，其中包括与门、或门、非门。

组合逻辑门电路是基础逻辑门电路的组合，输出还可以输入到其它逻辑门电路中。

1.与门与门又叫AND门，它的输入端接有两个或多个信号，只有当所有的输入信号都为1时，输出信号才为1，否则输出信号为0。

2.或门或门又叫OR门，它的输入端有两个信号或多个信号，只要有一个输入信号为1，输出信号就为1，否则输出信号为0。

3.非门非门又叫NOT门，它的输入端只有一个信号，如果该信号为1，则输出信号为0；反之，如果输入信号为0，则输出信号为1。

二. 逻辑门电路的组合组合逻辑门电路包括多个基础逻辑门电路的组合，为用户提供了各种复杂的逻辑运算。

常见的组合逻辑门电路有：1.与-非门与-非门又叫NAND门，它的输入和输出都是逆的。

当所有输入信号都为1时，输出信号为0，否则输出信号为1。

2.或-非门或-非门又叫NOR门，它的输入和输出都是逆的。

只有当所有输入信号都为0时，输出信号才为1，否则输出信号为0。

3.异或门异或门又叫XOR门，它的输入端有两个信号或多个信号，只有当输入信号中正好有一个为1时，输出信号才为1，否则输出信号为0。

三. 逻辑门电路的应用逻辑门电路在计算机领域有极其广泛的应用。

只有逻辑门电路的组合，才能实现计算机的算数运算和逻辑运算；只有逻辑门电路的组合，才能实现大型计算机的逻辑控制和存储器的运算。

此外，逻辑门电路还广泛应用于移动设备和工业、医疗领域中。

总之，逻辑门电路是数字电路的基础，由此可见，它在各种电器中有着重要的应用作用。

无论是基础逻辑门电路还是组合逻辑门电路，都具有广泛的应用前景。

八种逻辑门电路

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。

基本逻辑门电路

基本逻辑门电路

LxxSky
三、非逻辑和非门电路
能实现非逻辑功能的电路称为非门电路, 又称反相器, 简称非门
非门电路的电路图形符号
非逻辑函数表达式:
ഥ
=
非逻辑功能为: “有0出1，有1出0”
LxxSky
连连看
逻辑功能
逻辑门电路
有0出1, 有1出0
与门
有1出1, 全0出0
或门
有0出0, 全1出1
非门
真值表
逻辑表达式
或逻辑的真值表
Y=A+B
3.真值表
若用0表示低电平，1表示高电平，或门电路的真值表
从真值表分析可以看出, 或逻辑功能为“有1出1, 全0出0”。
LxxSky
二、或逻辑和或门电路
能实现或逻辑功能的电路称为或门电路, 简称或门。
或门电路的电路图形符号
或逻辑函数表达式:
Y=A+B
或逻辑功能为: “有1出1，全0出0”
LxxSky
基本逻辑门电路
蓝魔
LxxSky
学习目标
1
了解基本逻辑门电路
2
熟练掌握与、或、非门的逻辑表达式、逻辑符号
3
能够独立绘制与、或、非门的真值表, 并分析其
逻辑功能
LxxSkyຫໍສະໝຸດ 概念在数字电路中往往用输入信号表示“条件”, 用输出信号表示“结果”,
而条件与结果之间的因果关系称为逻辑关系, 能实现某种逻辑关系的数字电
Y=A·B或Y=AB
3.真值表
若用0表示低电平, 1表示高电平, 这种表示门电路输入与输
出逻辑关系的表格称为真值表。
LxxSky
一、与逻辑和与门电路
4.与门电路
能实现与逻辑功能的电路称为与门电路, 简称与门, 门电路可以用二极管、三

常用逻辑门电路

常用逻辑门电路

常用逻辑门电路逻辑门电路是数字电路中最基本的组成部分之一，它可以根据输入产生相应的输出信号，被广泛应用于计算机等各种电子设备中。

本文将从常见的逻辑门入手，分步骤阐述常用逻辑门电路的工作原理及特点。

一、非门电路非门也叫反相器，它只有一个输入，输出与输入正好相反。

例如输入为0时，输出为1；输入为1时，输出为0。

非门电路由一个晶体管和两个电阻组成。

二、与门电路与门接收两个输入信号，只有两个输入信号同时为1时，输出才会为1。

如果有一个或两个输入信号为0，输出信号为0。

与门电路由四个晶体管组成。

三、或门电路或门接收两个输入信号，只要其中有一个输入信号为1，则输出信号就为1。

只有两个输入信号都为0时，输出信号才为0。

或门电路由四个晶体管组成。

四、异或门电路异或门接收两个输入信号，当两个输入信号不同时，输出信号为1；当两个输入信号相同时，输出信号为0。

异或门电路由四个晶体管组成。

五、同或门电路同或门与异或门类似，不同的是，当两个输入信号相同时，输出信号为1；当两个输入信号不同时，输出信号为0。

同或门电路由六个晶体管组成。

六、隧道二极管门电路隧道二极管门电路（TTL）是最早应用广泛的门电路。

它以三种形式设计：TTL、DTL和RTL。

TTL门电路由四个晶体管组成，它具有廉价、高速和抗干扰等特点，广泛用于电子产品中。

以上就是常用逻辑门电路的工作原理及特点的介绍。

它们在数字电路中具有不可替代的作用，广泛应用于计算机、通信、家电等领域。

随着科学技术的不断发展，逻辑门电路的种类越来越多，功能也越来越复杂，但它们的基本原理始终是不变的。

八种逻辑门电路

八种逻辑门电路

八种逻辑门电路逻辑门电路是由逻辑门组成的电路，用于实现数字电路中的逻辑运算。

常见的逻辑门有八种，分别是与门、或门、非门、异或门、与非门、或非门、同或门和三态门。

1. 与门（AND Gate）与门是一种基本的逻辑门，其输出信号只有在所有输入信号均为高电平时才为高电平。

其符号为“&”，代表“且”的意思。

与门通常用于实现多个条件同时满足时才执行某项操作的功能。

2. 或门（OR Gate）或门也是一种基本的逻辑门，其输出信号只要有一个输入信号为高电平时就为高电平。

其符号为“|”，代表“或”的意思。

或门通常用于实现多个条件中任意一个满足时就执行某项操作的功能。

3. 非门（NOT Gate）非门也称反相器，其输出信号与输入信号相反，即当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。

其符号为“~”，代表“非”的意思。

4. 异或门（XOR Gate）异或门是一种特殊的逻辑运算，其输出信号只有在两个输入信号不同时才为高电平。

其符号为“⊕”，代表“异或”的意思。

异或门通常用于实现某些特殊的运算，如加密和校验等。

5. 与非门（NAND Gate）与非门是一种由与门和非门组成的复合逻辑门，其输出信号只有在所有输入信号均为高电平时才为低电平，否则为高电平。

其符号为“&”，上方加一个小圆圈表示非的意思。

6. 或非门（NOR Gate）或非门是一种由或门和非门组成的复合逻辑门，其输出信号只有在所有输入信号均为低电平时才为高电平，否则为低电平。

其符号为“|”，上方加一个小圆圈表示非的意思。

7. 同或门（XNOR Gate）同或门是一种由异或门和非门组成的复合逻辑门，其输出信号只有在两个输入信号相同时才为高电平，否则为低电平。

其符号为“⊕”，上方加一个小圆圈表示非的意思。

8. 三态门（Tri-state Buffer）三态门是一种特殊的逻辑器件，其输出端可以处于三种状态之一：高电平、低电平、高阻态。

第2章 逻辑门电路

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

基本逻辑门电路

基本逻辑门电路
思维导图
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

分立元件基本逻辑门电路

分立元件基本逻辑门电路

分立元件基本逻辑门电路1、二极管与门电路图1(a)所示是二极管与门电路，它有两个输入端A和B，一个输出端Y。

也可以认为A和B是它的两个输入信号或称输入变量，Y是输出信号或称输出变量。

图1(b)和(c)所示分别为与门电路的规律符号和波形图。

(a)电路(b)规律符号(c)波形图图1 二极管与门电路当输入变量A和B全为1时(设两个输入端的电位均为3V)，电源+5V 的正端经电阻R向两个输入端流通电流(电源的负端接“地”，图中未标出)，和两管都导通，输出端Y的电位略高于3V(因二极管的正向电压降有零点几伏)，因此输出变量Y为1。

当输入变量不全为1，而有一个或两个全为0时，即该输入端的电位在0V四周。

例如A为0，B为1，则优先导通。

这时输入端Y的电位也在0V四周，因此Y为0。

因承受反向电压而截止。

只有当输入变量全为1时，输出变量Y才为1，这合乎与门的要求。

与规律关系式为(1)图1(a)有两个输入端，输入信号有1和0两种状态，共有四种组合，因此可用表1完整地列出四种输入、输出规律状态。

它可和图12.2(c)的波形图相对比。

表1 与门规律状态表ABY000010100111 2、二极管或门电路图2(a)所示是二极管或门电路。

比较一下图1(a)和图2(a)就可看出，后者二极管的极性与前者接得相反，其阴极相连经电阻R接“地”。

(a)电路(b)规律符号(c)波形图图2 二极管或门电路当输入变量只要有一个为1时，输出就为1。

例如A为1，B为0，则优先导通，输出变量Y也为1。

因承受反向电压而截止。

只有当输入变量全为0时，输出变量Y才为0，此时两只二极管都截止。

或规律关系式为(2)表2是或门的输入、输出规律状态表，它可和图2(c)的波形图相对比。

图2(b)是或门电路的规律符号。

表2 或门规律状态表ABY000011101111 3、晶体管非门电路图3(a)所示是晶体管非门电路。

晶体管非门电路不同于放大电路，管子的工作状态或从截止转为饱和，或从饱和转为截止。

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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 O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+ BVD l 虫——Qk(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 。

非门逻辑表达式一F=AVD2B ---- H --- A——⅛ 1B——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+BA ——〉1 D —FB -—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O 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 B=1 F11.8.异或门：逻辑表达式 F=A B+A B.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即输出端总是与输入端相反A=1BF11.9.与或非门：逻辑表逻辑表达式F=AB+CDA≥ 1&FCBCD11.10∙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721∙（a）所示.它有两个输入端 R S和两个输出端 Q Q —图7.2.1两与勻日门组成的基本RS触发器工作原理：Q—SC基本RS触发器的逻辑方程为: 1’■—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=O时,贝U Q=0,Q=1,触发器置1。

2。

当R=0 S=I时，贝U Q=1，Q=0,触发器置0. ' U⅛逻辑电路如上所述，当触发器的两个输入端加入不同逻辑电平时，它的两个输出端Q和Q有两种互补的稳定状态.一般规定触发器Q端的状态作为触发器的状态。

通常称触发器处于某种状态，实际是指它的Q端的状态.Q=1 Q=O时，称触发器处于1态，反之触发器处于 0态。

S=0,R=1使触发器置1 ，或称置位。

因置位的决定条件是S=O，故称S端为置1端。

R=0，S=1时,使触发器置0，或称复位。

同理，称R端为置0端或复位端.若触发器原来为1态，欲使之变为0态，必须令R端的电平由1变0，S端的电平由0变1。

这里所加的输入信号(低电平)称为触发信号，由它们导致的转换过程称为翻转。

由于这里的触发信号是电平,因此这种触发器称为电平控制触发器。

从功能方面看，它只能在 S和R的作用下置0和置1 ,所以又称为置0置1触发器，或称为置位复位触发器。

其逻辑符号如图721（b）所示。

由于置0或置1都是触发信号低电平有效，因此， S端和R端都画有小圆圈.3. 当R=S=1时，触发器状态保持不变。

触发器保持状态时，输入端都加非有效电平（高电平）,需要触发翻转时，要求在某一输入端加一负脉冲，例如在 S端加负脉冲使触发器置 1,该脉冲信号回到高电平后，触发器仍维持1状态不变，相当于把 S端某一时刻的电平信号存储起来，这体现了触发器具有记忆功能.4. 当R=S=0时，触发器状态不确定在此条件下，两个与非门的输出端Q和Q全为1 ,在两个输入信号都同时撤去（回到 1）后,由于两个与非门的延迟时间无法确定,触发器的状态不能确定是1还是0，因此称这种情况为不定状态，这种情况应当避免。

从另外一个角度来说，正因为R端和S端完成置0、置1都是低电平有效,所以二者不能同时为0。

此外，还可以用或非门的输入、输出端交叉连接构成置0、置1触发器，其逻辑图和逻辑符号分别如图7。

2.2 ( a）和7。

2.2 （ b）所示。

这种触发器的触发信号是高电平有效,因此在逻辑符号的S端和R端没有小圆圈。

图1。

2.2两或3E门组成的基本RS触发器2. 特征方程表化2」基本慾触发器状态转移真值表基本RS 触发器的特性：1. 基本RS 触发器具有置位、复位和保持(记忆)的功能；2. 基本RS 触发器的触发信号是低电平有效,属于电平触发方式；3. 基本RS 触发器存在约束条件(R+S=1），由于两个与非门的延迟时间无法确定;当 将导致下一状态的不确定。

4.当输入信号发生变化时，输出即刻就会发生相应的变化，即抗干扰性能较差。

ff S -√V pO 1 <1 n O I I O t O O 1 I O I I I I O O I t I I O D O ⅞(IOI表7.2.2飼化真值表R=S=O 时，第二节TTL逻辑门电路以双极型半导体管为基本元件，集成在一块硅片上,并具有一定的逻辑功能的电路称为双极型逻辑集成电路，简称 TTL逻辑门电路。

称 TranSiStor—Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早,技术已比较成熟。

TTL主要有BJT(Bipolar JUnCtion TranSiStOr即双极结型晶体管,晶体三极管)和电阻构成,具有速度快的特点。

最早的 TTL门电路是74系列，后来出现了 74H系列，74L系列，74LS,74AS，74ALS等系列.但是由于TTL功耗大等缺点，正逐渐被CMoS电路取代。

12. 1 CMOS逻辑门电路CMOS逻辑门电路是在 TTL电路问世之后,所开发出的第二种广泛应用的数字集成器件，从发展趋势来看，由于制造工艺的改进，CMOS电路的性能有可能超越 TTL而成为占主导地位的逻辑器件。

CMOS电路的工作速度可与 TTL相比较，而它的功耗和抗干扰能力则远优于 TTL。

此外，几乎所有的超大规模存储器件，以及PLD器件都采用CMOS艺制造，且费用较低。

早期生产的CMOS门电路为4000系列,随后发展为4000B系列。

当前与 TTL 兼容的CMO器件如74HCT 系列等可与TTL器件交换使用。

下面首先讨论 CMOS反相器,然后介绍其他 CMO逻辑门电路.（a）结构示总阳（h＞电齬符号MOS管结构图MOS管主要参数:1. 开启电压V T开启电压（又称阈值电压）：使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压；标准的N沟道MOS管，V T约为3〜6V ；通过工艺上的改进,可以使 MOS管的V T值降到2〜3V。

2. 直流输入电阻R GS即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比这一特性有时以流过栅极的栅流表示MOS管的R GS可以很容易地超过 1010Ω。

3. 漏源击穿电压 BV DS在V GS=O (增强型)的条件下，在增加漏源电压过程中使 I D开始剧增时的 V DS 称为漏源击穿电压 BV DSI D剧增的原因有下列两个方面:( 1）漏极附近耗尽层的雪崩击穿（ 2)漏源极间的穿通击穿有些MoS管中，其沟道长度较短，不断增加V DS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区，使沟道长度为零，即产生漏源间的穿通，穿通后 ,源区中的多数载流子,将直接受耗尽层电场的吸引，到达漏区,产生大的I D4. 栅源击穿电压 BV GS在增加栅源电压过程中，使栅极电流I G由零开始剧增时的 V GS ，称为栅源击穿电压 BV GS。

5. 低频跨导 g m在V DS为某一固定数值的条件下，漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压微变量之比称为跨导g m反映了栅源电压对漏极电流的控制能力是表征 MoS 管放大能力的一个重要参数一般在十分之几至几 mA/V 的范围内6. 导通电阻 R oN导通电阻R ON说明了 V DS对I D的影响，是漏极特性某一点切线的斜率的倒数在饱和区,I D几乎不随V DS改变，R ON的数值很大，一般在几十千欧到几百千欧之间由于在数字电路中， MOS 管导通时经常工作在 V DS=O 的状态下，所以这时的导通电阻R ON 可用原点的 R ON 来近似对一般的MOS管而言，R ON的数值在几百欧以内7. 极间电容三个电极之间都存在着极间电容: 栅源电容 C GS 、栅漏电容 C GD 和漏源电容 CDSC GS和C GD约为1〜3pFC DS约在0.1〜IpF之间8. 低频噪声系数 NF噪声是由管子内部载流子运动的不规则性所引起的由于它的存在，就使一个放大器即便在没有信号输人时，在输出端也出现不规则的电压或电流变化噪声性能的大小通常用噪声系数 NF 来表示，它的单位为分贝( dB）这个数值越小，代表管子所产生的噪声越小低频噪声系数是在低频范围内测出的噪声系数场效应管的噪声系数约为几个分贝，它比双极性三极管的要小第三节单元电路13. 1 CMoS 反相器由本书模拟部分已知， MOSFET 有P 沟道和N 沟道两种，每种中又有耗尽型和增强型两类。

由N 沟道和P 沟道两种MOSFET 组成的电路称为互补 MOS 或CMOS 电路。

下图表示CMOS 反相器电路，由两只增强型 MOSFET 组成，其中一个为N 沟道结构，另一个为 P 沟道结构。

为了电路能正常工作，要求电源电压 V DD大于两个管子的开启电压的绝对值之和，即 V DD >(VTN + I VTP l).1.工作原理首先考虑两种极限情况:当 V I 处于逻辑0时，相应的电压近似为 OV ；而 当V I 处于逻辑1时,相应的电压近似为 V DD 。

假设在两种情况下 N 沟道管T N 为工作管P 沟道管T P 为负载管。

但是,由于电路是互补对称的,这种假设可以是任意的，相反的情况亦将导致相同的结果。

下图分析了当V I =V DD 时的工作情况。

在TN 的输出特性i D — V DS(V GSN = V DD ） (注意V DSN =V O ）上，叠加一条负载线，它是负载管 T P 在V SGP =0V 时的输出特性i D - V SD .由于V SGP V V T （ V TN =IV TP |=V T ),负载曲线几乎是一条与横轴重合 的水平线。

两条曲线的交点即工作点.显然，这时的输出电压V OL ≈ 0V （典型值V 10mV ，而通过两管的电流接近于零。

这就是说，电路的功耗很小(微瓦量 级）电路4 --------- ¾T C ⅛简化电路IH'I一 h 沌丄且I —下图分析了另一种极限情况，此时对应于V I = OV 。

此时工作管T N 在V GSN=0的情况下运用，其输出特性 i D — V DS 几乎与横轴重合，负载曲线是负载管T P 在V SGP = V DD 时的输出特性i D — V DS .由图可知，工作点决定了 V O = V OH ≈V D D ； 通过两器件的电流接近零值。