第3章逻辑门电路1
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第三章门电路第三章门电路3.1 概述TTL电路问世几十年来,经过电路结构的不断改进和集成工艺的逐步完善,至今仍广泛应用,几乎占据着数字集成电路领域的半壁江山。
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,制做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。
双极性晶体管逻辑门主要有TTL门(晶体管-晶体管逻辑门)、ECL门(射极耦合逻辑门)和I2L门(集成注入逻辑门)等。
单极性MOS门主要有PMOS门(P沟道增强型MOS 管构成的逻辑门)、NMOS门(N沟道增强型MOS管构成的逻辑门)和CMOS门(利用PMOS管和NMOS管构成的互补电路构成的门电路,故又叫做互补MOS门门电路:实现基本运算、复合运算的单元电路,如与门、与非门、或门……门电路中以高/低电平表示逻辑状态的1/0获得高、低电平的基本原理如图1所示。
图1高/低电平都允许有一定的变化范围如图2所示。
正逻辑:高电平表示1,低电平表示0负逻辑:高电平表示0,低电平表示1图 2 3.2 半导体二极管门电路二极管的结构如图3所示:PN结+ 引线+ 封装构成图33.2.1二极管的开关特性如图4,高电平:V IH=V CC,低电平:V IL=0图43.2.2二极管与门最简单的与门可以用二极管和电阻组成,图5是有两个输入端的与门电路。
图中A,B为两个输入变量,Y为输出变量。
图5 二极管与门电路及图形符号设VCC=5V,A,B输入端的高、低电平分别为VIH=3V,VIL=0V,二极管D1,D2的正向导通压降VDF=0.7V。
由图可见,A,B当中只要有一个是低电平0V,则必有一个二极管导通,使Y=0.7V。
只有A,B同时为高电平3V时,Y才为3.7V。
第一节逻辑门电路(一)教学目的:让学生掌握与门电路的工作原理及符号教学重点:与门电路的逻辑关系教学难点:与门电路的工作原理教学方法:讲授法教学课时:一课时教学过程:一、复习提问:晶体管反相是如何工作的?加速电容有何作用?二、新授:(一)概述:1、逻辑门电路的定义:是指具有多个输入端和一个输出端的开关电路。
2、逻辑电路中0和1的含义:表示两种对立的状态。
并不表示数量的大小。
0和1分别称为逻辑0和逻辑1 3、正、负逻辑体制:若1表示高电平,0表示低电平,称为正逻辑;若1表示低电平,0表示高电平,则称为负逻辑4、基本的逻辑门电路有:与门、或门、非门8.3.1 与门电路一、与逻辑关系当一件事情的几个条件全部具备之后,这件事情才能发生,否则不发生。
这样的因果关系称为与逻辑关系。
举例说明:以开锁为例和书上的开关串联为例。
让学生联系生活说明有哪些常见的与逻辑。
(讨论)二、与门电路1、电路图电路如右图8-9所示3、真值表4、逻辑符号图8-10 与门逻辑符号对于与门电路要重点讲解,但对于其他门电路在相同内容和相似的分析过程中不再重复。
以留给学生一定的思考空间,也为学生的个性化发展提供的前提。
4、逻辑函数式Y=A·B (中间的点乘也可以去掉)小结:与逻辑关系的定义(强调所有条件均具备)第一节逻辑门电路(二)教学目的:让学生掌握门电路的基本类型教学重点:门电路的逻辑关系教学难点:各门电路的逻辑关系与逻辑表式与真值表的联系教学方法:讲授法教学过程:一、复习提问:1、什么叫与逻辑关系?与门电路的符号怎么画?其功能是什么?二、新授:(一) 或门电路:1、或逻辑关系在决定一件事的各种条件中,到少具备一个条件,这件事就会发生。
这样的因果关系称为或逻辑关系。
举例说明:以开锁为例和书上的开关并联为例。
让学生联系生活说明有哪些常见的或逻辑。
(讨论)2、或门电路(1)、电路图电路如下图8-12所示图8-12 二极管或门电路(1)、真值表V a、V b有一个是高电平(5V):V o 为高电平;V a、V b两个都为低电3、逻辑符号图8-13 或门逻辑符号4、逻辑函数式Y =A +B(二)、非门电路:1、1、非逻辑关系:事情和条件总是呈相反状态。