33 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Uon、Uoff、UNH和UNL。开门电平UON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UOFF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UIL时,与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流IIL通常为1~1.4mA.当输入端为高电平UIH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流IIH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ROFF时,相应的输入端相当于输入低电平；当R≥开门电阻RON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UTH近似等于1/2UDD，可获得最大限度的输入端噪声容限UNH和UNL=1/2UDD。
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. 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Uon、Uoff、UNH和UNL。开门电平UON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UOFF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UIL时，与非门对信号源是灌电流负载，输入低电平电流IIL通常为1～1.4mA。当输入端为高电平UIH时，与非门对信号源呈现拉电流负载，输入高电平电流IIH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ROFF时，相应的输入端相当于输入低电平；当R≥开门电阻RON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UTH近似等于1/2UDD，可获得最大限度的输入端噪声容限UNH和UNL=1/2UDD。
第二章 逻辑门电路
2.1 二极管门电路如图P2.1所示。已知二极管VD1、VD2导通压降为0.7V，
试回答下列问题：
图 P2.1 （1）A接10V，B接0.3V时，输出VO为多少伏？ A=B=10V， VO=10V；
（2）A、B都接10V，VO为多少伏？ A=10V，B=0.3V，VO=1.0V；
（3）A接10V，B悬空，用万用表测B端电压，VB为多少伏？ A=10V，B悬空，对地阻抗很大，VB=10V；
（4）A接0.3V，B悬空，测量VB时，应为多少伏？ A=0.3V，B悬空对地阻抗很大，VB=1.0V；
（5）A接5kΩ电阻，B悬空，测量VB时，应为多少伏？ A接5kΩ电阻，B悬空，对地阻抗一般大于5kΩ，所以A支路导通，B支
路不通，VB=0V。 2.2 二极管门电路如图P2.2所示。
（1）分析输出信号F1、F2与输入信号A、B、C之间的逻辑关系； ；；
（2）根据图P2.2（c）给出的A、B、C的波形，对应画出F1、F2的波形（输入信号频率较低，电压幅度满足逻辑要求）。 VCC
VO A
B 5kΩ 图 P2.2 2.3 三极管门电路如图P2.3所示。
图 P2.3 （1）说明图中R2和-10V在电路中的作用。 R2和-10V一方面与R1构成分压电路，使得VT的b极为0.7V，另一方面完
成分流作用，避免VT的b极电流过大。 （2）简要说明该电路为什么具有逻辑非的作用。 若A=0V，VT的Vb<0.7V，VT截止，F=Vcc=10V；
若A=5V，VT的Vb=0.7V，VT导通，而且Ib=3.23mA远大于IBS，所以VT饱和导通，所以F=VTce=0.1V，所以为逻辑非。 2.4 已知输入端A、B的电压波形如图P2.4所示。画出图P2.4电路在下列两种
情况下的输出电压波形： VCC
F A
-10Rc 1kΩ
R2 10kΩ
R1 1kΩ
0V 5V VT +E（+12V）
F1 A
第二章 逻辑代数与逻辑门电路
基本要求：
理解“与”逻辑及“与”门、“或”逻辑及“或”门、“非”逻辑及“非”门；理解正、负逻辑的概念，掌握逻辑代数的基本定律、基本规则和常用公式；理解复合逻辑的概念；了解集成门电路的分类；理解TTL、MOS门电路；理解逻辑函数的表示方法；掌握逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。
本章主要内容：
介绍逻辑代数、集成逻辑门电路和逻辑函数化简。逻辑代数
是数字电路的理论基础，是组合逻辑和时序逻辑电路分析、设
计中要用到的基本工具；集成逻辑门电路是组成数字逻辑电路
的基本单元电路；逻辑函数化简是逻辑电路分析的基础。
本章重点：
基本逻辑门电路和功能
逻辑代数的基本定律及常用公式
逻辑函数的代数化简法
本章难点：
基本定律、公式及化简法的正确与准确
一、逻辑变量与逻辑函数：
在逻辑代数中的变量称逻辑变量，用字母Ａ、Ｂ、Ｃ……来表示。逻辑变量只能有两种取值：真和假。常把真记作“1”，假记作“0”。这里的“1”和“0”并不表示数量的大小，而是表示完全对立的两种状态。
在逻辑问题的研究中，涉及到问题产生的条件和结果。表示条件的逻辑变量称输入变量，表示结果的逻辑变量称输出变量。将输入变量和输出变量通过逻辑运算符连接起来的式子称逻辑函数，常用Ｆ、Ｌ表示。
基本的逻辑运算有“与”运算、“或”运算、“非”运算。
二、逻辑运算：
逻辑运算的值要通过对逻辑变量进行逻辑运算来确定。
1.与运算及与门
逻辑运算Ｆ与逻辑变量Ａ、Ｂ的逻辑与运算表达式是：Ｆ＝Ａ·Ｂ, 式中“·”为与运算符。
在逻辑电路中，把能实现与运算的基本单元叫与门，它是逻辑电路中最基本的一种门电路。二极管构成的与门电路及逻辑符号如下：
2.或运算及或门
逻辑函数Ｆ与逻辑变量Ａ、Ｂ的逻辑运算表达式是：Ｆ＝Ａ＋Ｂ，式中“＋”为或运算符。
在逻辑电路中，把能实现或运算的基本单元叫或门。二极管构成的或门电路及逻辑符号如下：
