最新与门电路和与非门电路原理培训资料

电子基础培训资料电子技术是现代社会的基础，无论是通信设备、家用电器还是计算机，都离不开电子组件和电路的支持。

为了满足市场需求，培养一支专业的电子技术人才队伍是非常必要的。

本文将介绍电子基础培训的相关资料，以帮助初学者快速掌握电子技术的基本知识。

一、电子基础知识1. 电子元器件分类和基本特性电子元器件是构成电子电路的基本单元，主要包括电阻、电容、电感、二极管和晶体管等。

每种元器件都有其独特的特性和用途，初学者应该了解它们的基本分类和特点。

2. 电路分析方法电路分析是电子技术的重要基础，包括直流电路和交流电路的分析方法。

直流电路的分析主要涉及欧姆定律和基尔霍夫定律等，而交流电路则涉及到复数和相量的概念。

3. 信号与系统信号与系统是电子技术中的重要概念，它涉及到信号的传输、变换和处理等内容。

初学者需要了解信号的分类、性质以及系统的基本特性，为后续的学习打下基础。

二、数字电路基础1. 逻辑门与布尔代数数字电路是电子技术中的重要分支，它使用离散的信号进行信息的处理。

了解逻辑门的类型、真值表以及其在布尔代数中的表示方法对于理解数字电路的原理和设计方法至关重要。

2. 组合逻辑电路组合逻辑电路是由逻辑门组成的，它将多个输入信号通过门电路得到相应的输出信号。

初学者需要了解组合逻辑电路中的与门、与非门、或门、异或门等常见电路，并能够进行逻辑方程到电路的转换。

3. 时序逻辑电路时序逻辑电路是基于时钟信号进行时序控制的电路，它具有记忆能力和状态转换特性。

了解触发器、计数器等时序逻辑元件的工作原理以及它们在数字系统中的应用是必要的。

三、模拟电路基础1. 放大器与滤波器放大器是电子系统中的核心部件之一，它能够将输入信号进行增益处理。

初学者需要了解放大器的基本分类、特性参数和常用电路拓扑，以及滤波器的基本原理与设计方法。

2. 模拟运算放大器模拟运算放大器（Op-Amp）是模拟电路中应用最广泛的集成电路之一，它可实现电压放大、电流放大和运算等功能。

集成逻辑门电路及应用(与门,非门,与非门) 集成逻辑门电路的种类繁多，有反相器、与门和与非门、或门和或非门、异或门等，以下简单介绍几种常用的门电路及应用电路。

1．集成逻辑门电路:（1）常用逻辑门电路图形符号常用逻辑门电路图形符号见表1。

表1 常用逻辑门电路图形符号（2）反相器与缓冲器反相器是非门电路，74LS04是通用型六反相器，与该器件的逻辑功能且引脚排列兼容的器件有74HC04，CD4069等。

74LS05也是六反相器，该器件的逻辑功能和引脚排列与74LS04相同，不同的是74LS05是集电极开路输出（0C门），在实际使用时，必须在输出端至电源正端接上拉电阻。

缓冲器的输出与输人信号同相位，它用于改变输人输出电平及提高电路的驱动能力，74LS07是集电极开路输出同相输出驱动器，该器件的输出高电压达30V，灌电流达40mA，与之兼容的器件有74HC07，74HCT07 等。

74LS04，CD4069引脚排列图如图1所示。

图1 74LS04，CD4069引脚排列图（3）与门和门与非与门和与非门种类繁多，常见的与门有2输入、3输入、4输入与门等；与非门有2输入、3输入、4输入、8输入等，常见的74LS系列（74HC系列）与门和与非门引脚排列图如图2所示。

图2 常见的74LS系列（74HC系列）与门和与非门引脚排列图74LS08是四2输人与门，74LS00和CD4011是四2输入与非门，74LS20是双4输人与非门。

2．集成门电路的应用（1）定时灯光提醒器电路如图3所示，由六非门CD4069（仅用到其中两个非门，分别用IC－1和IC－2表示）和电阻、电容、电源等组成，此电路可以在1～25分钟内预定提醒时间，使用时，利用时间标尺预定时间，打开电源开关，定时器绿灯亮，表示开始计时，到了预定的时间，绿灯灭，红灯亮。

电路的工作原理：当开关在开的位置时，C上的电压由0V逐渐上升，上升的速度由R1，RP和C决定，第一个反相器的输人端的电位由电容C上的电压决定，在C上的电压比较低时，对第一个非门IC－1的输人来说为低电平，IC-1的输出为高电平，绿灯亮，第二个非门IC－2的输出为低电平，红灯开不亮。

与门或门非门与非门或非门异或门同或门等电路的基本原理与门（AND gate）是一种基本的逻辑门电路，可以实现逻辑与运算。

与门有两个输入端和一个输出端，当且仅当两个输入信号都为高电平时，输出信号才为高电平；否则输出信号为低电平。

与门的基本原理是利用晶体管的开关特性。

由于晶体管有一个基极、一个发射极和一个集电极，当基极与发射极之间的电压大于一些阈值时，晶体管会导通，此时集电极电压为低电平。

而当基极与发射极之间的电压小于阈值时，晶体管会截止，此时集电极电压为高电平。

与门电路有多种实现方式，其中最常见的是使用两个晶体管和一个电阻来构成。

当且仅当两个输入信号均为高电平时，输入端的电阻会导通，使得输出端的电压为低电平；否则输出端的电压为高电平。

或门（OR gate）是另一种基本的逻辑门电路，可以实现逻辑或运算。

或门也有两个输入端和一个输出端，当两个输入信号中至少有一个为高电平时，输出信号为高电平；否则输出信号为低电平。

或门的基本原理类似于与门，也是利用晶体管的开关特性实现的。

不同的是，或门使用的是并联的晶体管和电阻，当至少有一个输入信号为高电平时，其中一个晶体管会导通，使输出电压为低电平。

非门（NOT gate）是一种单输入的逻辑门电路，可以实现逻辑非运算。

非门的输入端为一个信号，输出端为该信号的逻辑反。

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。

非门的基本原理是通过晶体管的开关特性实现的。

当输入信号电压大于阈值时，晶体管会导通，输出电压为低电平；当输入信号电压小于阈值时，晶体管截止，输出电压为高电平。

与非门（NAND gate）是由与门和非门组合而成的电路，实现的是逻辑与非运算。

与非门有两个输入端和一个输出端，当且仅当两个输入信号都为高电平时，输出信号为低电平；否则输出信号为高电平。

与非门的基本原理是将与门和非门串联起来。

首先，与门的输出作为非门的输入，对与门的输出信号取反，得到与非门的输出信号。

与门或门非门与非门或非门异或门同或门等电路的基本原理与门（AND gate）：与门是最简单的逻辑门之一、与门只有当所有的输入信号都是高电平（1）时，输出才会是高电平。

否则，输出将会是低电平（0）。

与门的基本原理是电流只有在所有的输入都为高电平时，才会被传送到输出。

与门的逻辑符号通常是一个贝尔符号“∧”，其真值表如下：输入A输入B输出Y000010100111或门（OR gate）：或门是另一个常用的逻辑门。

或门只要有任意一个输入信号为高电平，输出就会是高电平。

只有当所有的输入信号都是低电平时，输出才会是低电平。

或门的基本原理是电流只要有一个输入为高电平，就会被传送到输出。

或门的逻辑符号通常是一个“+”号，其真值表如下：输入A输入B输出Y000011101111非门（NOT gate）：非门是最简单的逻辑门之一、非门的基本原理是将输入信号进行反相，即高电平变为低电平，低电平变为高电平。

非门的逻辑符号通常是一个横线加一个小圆圈，表示输入信号的反相。

非门的真值表如下：输入A输出Y0110与非门（NAND gate）：与非门是由与门和非门组成的复合逻辑门。

当所有的输入信号都为高电平时，输出为低电平；否则输出为高电平。

与非门的逻辑符号通常是一个“∧”符号加一个小圆圈，表示与门的输出经过非门进行反相。

与非门的真值表如下：输入A输入B输出Y001011101110或非门（NOR gate）：或非门是由或门和非门组成的复合逻辑门。

只有当所有的输入信号都是低电平时，输出才会是高电平；否则输出为低电平。

或非门的逻辑符号通常是一个“+”符号加一个小圆圈，表示或门的输出经过非门进行反相。

或非门的真值表如下：输入A输入B输出Y001010100110异或门（XOR gate）：异或门是另一个常用的逻辑门。

只有当输入信号相同时，输出才为低电平；否则输出为高电平。

异或门的逻辑符号通常是一个“⊕”符号。

异或门的真值表如下：输入A输入B输出Y000011101110同或门（XNOR gate）：同或门是由异或门和非门组成的复合逻辑门。

高二物理导学案NO.28 §2.11 简单的逻辑电路学习目标1、通过自学能说出数字电路和模拟电路的概念，及数字电路的优点。

2、能说出“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。

3通过交流、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用 学习重、难点重点 三种门电路的逻辑关系。

难点 数字信号和数字电路的意义。

学法指导：阅读教材、讨论交流，结合实例加强对逻辑电路的理解与应用。

自主学习：一、数字电路中最基本的逻辑电路——门电路1．数字信号变化的两个状态：“______________”或者“__________”．2．数字电路(1)概念：处理______________的电路．(2)功能：研究电路的______________功能．二、“与”门1．逻辑关系：一个事件的________同时满足时事件才能发生．2．符号：____________，其中“&”具有“________”的意思，象征A 与B 两个输入端________时，输出端才是1.3．真值表三、“或”门1．逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要有________满足事件就能发生．2．符号：__________________，“≥1”象征当1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1.3．真值表四、“非”门1．逻辑关系：输出状态和输入状态________．2．符号：____________，其中矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为______时，输出端是______．3．真值表五、集成电路1．构成：以半导体材料为基片，将组成电路的元件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在一块________上．2．优点：________小、方便、可靠，适于系列化、标准化生产等.【课程导学】一、“与”门[问题情境] 如图1所示，两个开关A 、B 串联起来控制同一灯泡L ，显然，只有A “与”B 同时闭合时，灯泡L 才会亮．在这个事件中，A 、B 闭合是条件，灯泡L 亮是结果．那么它们体现了什么逻辑关系呢？1．什么是“与”逻辑关系？2．什么是“与”门？[要点提炼]1．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种逻辑关系叫做“______”逻辑关系．2．具有“与”逻辑关系的电路称为“________”门电路．[问题延伸]1．数字信号的图形特征是________，模拟信号的图形特征是______．2．如何确定逻辑“1”和“0”？“1”和“0”是分别代表两种________(填“相同”、“相反”或“相似”)状态的代码，例如开关断开代表“0”状态，接通代表“1”状态．二、“或”门[问题情境] 如图2所示，两个开关A 、B 并联，控制同一灯泡Y ，在这个电路中，A “或”B 闭合时，灯泡Y 就亮．它们体现了什么逻辑关系？1．什么是“或”逻辑关系？2．什么是“或”门？[要点提炼]1．如果几个条件中，____________条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系．2．具有“或”逻辑关系的电路叫做“________”门．三、“非”门[问题情境]如图3所示，当开关A 接通时，灯泡Y 被短路而不亮；当开关A 断开时，灯泡Y 是通路而被点亮．这体现了什么逻辑关系？1．什么是“非”逻辑关系？2．什么是“非”门？[要点提炼]1．输出状态和输入状态__________的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系．2．具有“非”逻辑关系的电路叫做“________”门．【范例精析】例1 现在的银行系统都设有自动取款机，请你分析一下自动取款过程中的事件与条件之间图1 图2图3体现了一种怎样的逻辑关系？变式训练1 从北京到上海，就现在的地面交通来说，一般通过哪些途径来实现？请你分析一下其中的事件与条件，它们体现了哪一种逻辑关系？例2 在如图4所示的逻辑电路中，当A 端输入电信号“1”、B 端输入电信号“0”时，则在C 和D 端输出的电信号分别为( )A ．1和0B ．0和1C ．1和1D ．0和0达标检测： 基础题1.教室前门共有三把钥匙，这三把钥匙之间的关系是---------逻辑关系。

二极管的与门非门电路原理二极管是一种常见的电子元器件，它具有只允许电流单向通过的特性。

与门和非门电路是基于二极管的电路，可以实现逻辑运算。

本文将详细介绍二极管的原理以及与门和非门电路的工作原理。

一、二极管的原理二极管是一种具有两个电极的电子元件，它由半导体材料制成。

二极管的两个电极分别为正极（阳极）和负极（阴极）。

二极管内部有一个PN结，它由P型半导体和N型半导体组成。

P型半导体中的杂质被称为施主，它们的电子几乎都被价带中的空位占据。

N型半导体中的杂质被称为受主，它们的电子几乎都在导带中。

当二极管的正极连接到正电压，负极连接到负电压时，二极管处于正向偏置状态。

此时，施主和受主之间的电子会通过PN结的势垒区域，从P型半导体向N型半导体迁移。

这导致了电流的流动，二极管呈现导通状态。

当二极管的正极连接到负电压，负极连接到正电压时，二极管处于反向偏置状态。

此时，势垒区域会阻碍电子的迁移，电流几乎无法通过。

二极管呈现截止状态，不导电。

二、与门电路的原理与门电路是一种基于二极管的逻辑门电路，它可以实现逻辑与运算。

与门电路由两个输入端和一个输出端组成。

当且仅当两个输入端同时为高电平时，输出端才为高电平；否则输出端为低电平。

与门电路的实现原理如下：假设输入端A和B的电压分别为VA和VB。

当VA为高电平时，二极管D1导通，输出端连接到地，电平为低电平。

当VB为高电平时，二极管D2导通，同样将输出端连接到地，电平为低电平。

只有当VA和VB均为高电平时，D1和D2均导通，输出端才为高电平。

三、非门电路的原理非门电路是一种基于二极管的逻辑门电路，它可以实现逻辑非运算。

非门电路由一个输入端和一个输出端组成。

当输入端为高电平时，输出端为低电平；当输入端为低电平时，输出端为高电平。

非门电路的实现原理如下：假设输入端A的电压为VA。

当VA为高电平时，二极管D导通，输出端连接到地，电平为低电平。

当VA 为低电平时，二极管D截止，输出端不连接到地，电平为高电平。

与门和非门的工作原理1. 引言与门和非门是数字电路中最基本的逻辑门电路。

它们的工作原理对于理解数字电路和计算机的工作原理至关重要。

本文将详细解释与门和非门的工作原理，并通过实例说明它们在数字电路中的应用。

2. 与门（AND Gate）与门是最简单和最常见的逻辑门之一。

它比较两个输入位的值，并在两者都为1时输出1，否则输出0。

与门的符号是一个带有两个输入端和一个输出端的小圆圈，如下所示：___A ---| || & |--- XB ---|___|其中，A和B是输入位，X是输出位。

2.1. 真值表为了更好地理解与门的工作原理，我们可以绘制一个真值表，列出所有可能的输入组合以及对应的输出。

对于与门，真值表如下：A B X0 0 00 1 01 0 01 1 1从真值表可以看出，当A和B都是1时，输出X为1；其他情况下，输出X为0。

2.2. 逻辑公式除了真值表，我们也可以使用逻辑公式来表示与门的工作原理。

对于与门来说，逻辑公式可以写为：X = A AND B其中，AND表示逻辑与操作符。

2.3. 电路图与门的电路图有多种实现方式，其中一种常见的实现方式是使用晶体管。

下图展示了一个基于晶体管的与门电路：---- -----A ---| \ / || AND >---| NOT |------/ \ |B ---| -----|Vcc -+在这个电路中，AND门由两个晶体管组成。

当输入A和B都为高电平（通常是5V）时，两个晶体管都导通，使得输出X也为高电平。

而当输入A或B有一个或两个为低电平（通常是0V）时，至少一个晶体管不导通，输出X为低电平。

3. 非门（NOT Gate）非门是另一个基本的逻辑门，它只有一个输入位和一个输出位。

非门的工作原理很简单：当输入位为0时，输出位为1；当输入位为1时，输出位为0。

非门的符号是一个带有一个输入端和一个输出端的小圆圈，并带有一个弯曲的箭头，如下所示：___A ---| ||NOT|--- X---|其中，A是输入位，X是输出位。

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2. 3.1 二极管门电路一、二极管与门电路图２.３.１二极管与门的工作原理二、二极管或门电路图２.３.２二极管或门的工作原理(a)电路图(b)逻辑符号(c)工作波形表2.3.1 或门输入和输出的逻辑电平表2.3.2 或门的真值表2.3.2 三极管非门电路图２.３.３三极管非门的工作原理(a)电路图(b)逻辑符号(c)工作波形表2.3.3 非门的真值表２.３.３组合逻辑门电路图２.３.４与非门电路及其逻辑符号(a)电路图(b)逻辑符号二、或非门电路列出其真值表图2.3.5 或非门电路及其逻辑符号(a)电路图(b)逻辑符号2 . 4 . 1 TTL 与非门内部电路只需了解原理，外部特性要掌握。

与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门等电路的基本原理。

电路是指由电子元件组成的开关系统，用于完成不同的逻辑运算。

最常见的电路有与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门等。

与门的基本原理是只有在所有的输入都为1的时候，输出才为1。

或门的基本原理是只要有一个输入为1，输出就为1。

非门的基本原理是将输入取反，即1变成0，0变成1。

与非门的基本原理是当且仅当所有输入均为1时，输出为0，否则输出为1。

或非门的基本原理是只有所有输入均为0时，输出才为1，否则输出为0。

异或门的基本原理是只有在输入的数据不同的情况下，输出才为1。

同或门的基本原理是只有在输入的数据相同的情况下，输出才为1。

这些逻辑电路是计算机中最基本的逻辑单位，被广泛应用于电子计算机和数字电路领域。

它们能够处理和传输信息，并对信息进行处理和转换。

这些电路具有以下特点：1. 与门和或门是最基本的逻辑电路，可以构成所有其他逻辑电路。

2. 非门是最简单的逻辑门，只有一个输入变量和一个输出变量。

3. 与非门的输出是与“与门”相反的，即1的输入和输出都变成0，0的输入和输出变成1。

4. 或非门的功能是将输入变量中至少一个为0的输入转换成1。

5. 异或门是一种特殊的逻辑电路，它只有在输入值不同时才返回1。

6. 同或门是异或门的补全，只有在输入值相同时才返回1。

总之，逻辑电路是计算机中最基本的逻辑运算单位，被广泛用于处理和传输信息，实现复杂的逻辑运算。

这些电路的基本原理虽然简单明了，但是它们在计算机科学中的重要性是不可低估的。

数字电路基础：与门电路
从小巧的手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块片或绝缘片上。

每种集成都有它独特的作用。

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。

什么是与门电路
“门”顾名思义起开关作用。

任何“门”的开放都是有条件的。

例如.一名同学去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“坚固”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。

因为开放的条件不同，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1，懂得什么是高电位，什么是低电位。

图2甲是我们试验用的与用的与门，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，发光是用来显示输出端的电位凹凸：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。

试验
照图3甲、乙、丙、丁的挨次做试验。

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。

每次试验按照二极管是否发光，判定输出端电位的凹凸。

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与门电路或门电路非门电路
门电路从其执行的逻辑意义来讲,最基本的有“或门”“与门”和“非”门电路。

一、或门
或门电路也叫逻辑和电路,它是一种只要在几个输入端中有一个以上的输入脉冲,输出端就可出现脉冲的电路。

设A、B、C为输入,P 为输出,其表示式为:
P = A + B + C
二极管或门电路如下图 (a)、(b)所示。

二、与门
与门电路也称逻辑乘电路,它是一种在几个输入端同时输入脉冲信号时,方能在输出端输出脉冲的电路。

设A、B、C为输入,P为输出,其表示式为:P = AxBxC
三、与非门电路
与非门电路就是一个反向器，它是利用晶体管在脉冲电路中的工作状态，一个是晶体管的饱和区，一个是晶体管的截止区的开关特性来实现的。

见下图所示
反相器的工作过程如下:
当没有输入信号时,由于+E B; 电源加在基极上使Ube>0,保证管子截止,输出电压近似为- E。

当输入端加上一个负脉冲时(具有一定幅值),使基极电位变负,即Ube
如果把集电极负载Rc用继电器的线圈来代替,便可以控制继电器动作。

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;实验照图15-20连接电路;图中输入端与低电位间连接的是常闭按钮开关,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,与非门是什么意思DTL与非门电路:常将二极管与门和或门与三极管非门组合起来组成与非门和或非门电路,以消除在串接时产生的电平偏离,并提高带负载能力;图2.1.5所示就是由三输入端的二极管与门和三极管非门组合而成的与非门电路;其中,作了两处必要的修正：1一将电阻Rb换成两个二极管D4、D5,作用是提高输入低电平的抗干扰能力,即当输入低电平有波动时,保证三极管可靠截止,以输出高电平;2二是增加了R1,目的是当三极管从饱和向截止转换时,给基区存储电荷提供一个泻放回路;该电路的逻辑关系为：1当三输入端都接高电平时即VA=VB=VC=5V,二极管D1～D3都截止,而D4、D5和T导通;可以验证,此时三极管饱和,VL=VCES≈,即输出低电平;2在三输入端中只要有一个为低电平时,则阴极接低电平的二极管导通,由于二极管正向导通时的钳位作用,V P≈1V,从而使D4、D5和T都截止,VL=VCC=5V,即输出高电平;可见该电路满足与非逻辑关系,即：把一个电路中的所有元件,包括二极管、三极管、电阻及导线等都制作在一片半导体芯片上,封装在一个管壳内,就是集成电路;图2.1.5就是早期的简单集成与非门电路,称为二极管—三极管逻辑门电路,简称DTL电路;TTL逻辑门电路:DTL电路虽然结构简单,但因工作速度低而很少应用;由此改进而成的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;TTL与非门的基本结构及工作原理1．TTL与非门的基本结构我们以DTL与非门电路为基础,根据提高电路功能的需要,从以下几个方面加以改进,从而引出TTL与非门的电路结构;首先考虑输入级,DTL是用二极管与门做输入级,速度较低;仔细分析我们发现电路中的Dl、D2、D3、D4的P区是相连的;我们可用集成工艺将它们做成—个多发射极三极管;这样它既是四个PN结,不改变原来的逻辑关系,又具有三极管的特性;一旦满足了放大的外部条件,它就具有放大作用,为迅速消散T2饱和时的超量存储电荷提供足够大的反向基极电流,从而大大提高了关闭速度;详细情况后面再讲;第二,为提高输出管的开通速度,可将二极管D5改换成三极管T2,逻辑关系不变;同时在电路的开通过程中利用T2的放大作用,为输出管T3提供较大的基极电流,加速了输出管的导通;另外T2和电阻RC2、RE2组成的放大器有两个反相的输出端VC2和VE2,以产生两个互补的信号去驱动T3、T4组成的推拉式输出级;第三,再分析输出级;输出级应有较强的负载能力,为此将三极管的集电极负载电阻RC换成由三极管T4、二极管D和RC4组成的有源负载;由于T3和T4受两个互补信号Ve2和Vc2的驱动,所以在稳态时,它们总是一个导通,另一个截止;这种结构,称为推拉式输出级;2．TTL与非门的逻辑关系因为该电路的输出高低电平分别为和,所以在下面的分析中假设输入高低电平也分别为和;1输入全为高电平时;T2 、T3导通,VB1=×3=V,从而使T1的发射结因反偏而截止;此时T1的发射结反偏,而集电结正偏,称为倒置放大工作状态;由于T3饱和导通,输出电压为：VO=VCES3≈这时VE2=VB3=,而VCE2=,故有VC2=VE2+ VCE2=1V;1V的电压作用于T4的基极,使T4和二极管D都截止;可见实现了与非门的逻辑功能之一：输入全为高电平时,输出为低电平;2输入有低电平时;该发射结导通,T1的基极电位被钳位到VB1=1V;T2、T3都截止;由于T2截止,流过RC2的电流仅为T4的基极电流,这个电流较小,在RC2上产生的压降也较小,可以忽略,所以VB4≈VCC=5V ,使T4和D导通,则有：VO≈VCC-VBE4-VD=V可见实现了与非门的逻辑功能的另一方面：输入有低电平时,输出为高电平;综合上述两种情况,该电路满足与非的逻辑功能,是一个与非门;TTL与非门的开关速度:1．TTL与非门提高工作速度的原理1采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程;设电路原来输出低电平,当电路的某一输入端突然由高电平变为低电平,T1的一个发射结导通,VB1变为1V;由于T2、T3原来是饱和的,基区中的超量存贮电荷还来不及消散,VB2仍维持;在这个瞬间,T1为发射结正偏,集电结反偏,工作于放大状态,其基极电流iB1=VCC-VB1/Rb1图2.2.5 多发射极三极管消散T2存储电荷的过程集电极电流iC1=β1iB1;这个iC1正好是T2的反向基极电流iB2,可将T2的存贮电荷迅速地拉走,促使T2管迅速截止;T2管迅速截止又使T4管迅速导通,而使T3管的集电极电流加大,使T3的超量存贮电荷从集电极消散而达到截止;2采用了推拉式输出级,输出阻抗比较小,可迅速给负载电容充放电;2．TTL与非门传输延迟时间tpd当与非门输入一个脉冲波形时,其输出波形有一定的延迟,如图所示;定义了以下两个延迟时间：导通延迟时间tPHL——从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的中点所经历的时间;截止延迟时间tPLH——从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的中点所经历的时间;与非门的传输延迟时间tpd是tPHL和tPLH的平均值;即一般TTL与非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒～十几个纳秒;TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力1．电压传输特性曲线与非门的电压传输特性曲线是指与非门的输出电压与输入电压之间的对应关系曲线,即V=fVi,它反映了电路的静态特性;1AB段截止区;2BC段线性区;3CD段过渡区;4DE段饱和区;2．几个重要参数从TTL与非门的电压传输特性曲线上,我们可以定义几个重要的电路指标;1输出高电平电压VOH——VOH的理论值为,产品规定输出高电压的最小值VOHmin=,即大于的输出电压就可称为输出高电压VOH;2输出低电平电压VOL——VOL的理论值为,产品规定输出低电压的最大值VOLmax=,即小于的输出电压就可称为输出低电压VOL;由上述规定可以看出,TTL门电路的输出高低电压都不是一个值,而是一个范围;3关门电平电压VOFF——是指输出电压下降到VOHmin时对应的输入电压;显然只要Vi＜VOff,Vo就是高电压,所以VOFF就是输入低电压的最大值,在产品手册中常称为输入低电平电压,用VILmax表示;从电压传输特性曲线上看VILmaxVOFF≈,产品规定VILmax=;4开门电平电压VON——是指输出电压下降到VOLmax时对应的输入电压;显然只要Vi＞VON,Vo就是低电压,所以VON就是输入高电压的最小值,在产品手册中常称为输入高电平电压,用VIHmin表示;从电压传输特性曲线上看VIHminVON略大于,产品规定VIHmin=2V;5阈值电压Vth——决定电路截止和导通的分界线,也是决定输出高、低电压的分界线;从电压传输特性曲线上看,Vth的值界于VOFF与VON之间,而VOFF与VON的实际值又差别不大,所以,近似为Vth≈VOFF≈VO N;Vth是一个很重要的参数,在近似分析和估算时,常把它作为决定与非门工作状态的关键值,即Vi＜Vth,与非门开门,输出低电平；Vi＞Vth,与非门关门,输出高电平;Vth又常被形象化地称为门槛电压;Vth的值为～1.４V;3．抗干扰能力TTL门电路的输出高低电平不是一个值,而是一个范围;同样,它的输入高低电平也有一个范围,即它的输入信号允许一定的容差,称为噪声容限;在图2.2.11中若前一个门G1输出为低电压,则后一个门G2输入也为低电压;如果由于某种干扰,使G2的输入低电压高于了输出低电压的最大值VOLmax,从电压传输特性曲线上看,只要这个值不大于VOFF,G2的输出电压仍大于VOHmin,即逻辑关系仍是正确的;因此在输入低电压时,把关门电压VOFF 与VOLmax之差称为低电平噪声容限,用VNL来表示,即低电平噪声容限VNL＝VOFF-VOLmax＝若前一个门G1输出为高电压,则后一个门G2输入也为高电压;如果由于某种干扰,使G2的输入低电压低于了输出高电压的最小值VOHmin,从电压传输特性曲线上看,只要这个值不小于VON,G2的输出电压仍小于V OLmax,逻辑关系仍是正确的;因此在输入高电压时,把VOHmin与开门电压VON与之差称为高电平噪声容限,用VNH来表示,即高电平噪声容限VNH＝VOHmin-VON＝噪声容限表示门电路的抗干扰能力;显然,噪声容限越大,电路的抗干扰能力越强;通过这一段的讨论,也可看出二值数字逻辑中的“0”和“1”都是允许有一定的容差的,这也是数字电路的一个突出的特点;TTL与非门的带负载能力：在数字系统中,门电路的输出端一般都要与其他门电路的输入端相连,称为带负载;一个门电路最多允许带几个同类的负载门就是这一部分要讨论的问题;1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH这是两个与带负载能力有关的电路参数;1输入低电平电流IIL是指当门电路的输入端接低电平时,从门电路输入端流出的电流;2输入高电平电流IIH是指当门电路的输入端接高电平时,流入输入端的电流;有两种情况;①寄生三极管效应;当与非门一个输入端如A端接高电平,其它输入端接低电平,这时IIH=βPIB1,βP为寄生三极管的电流放大系数;②倒置工作状态;当与非门的输入端全接高电平,这时,T1的发射结反偏,集电结正偏,工作于倒置的放大状态;这时IIH=βiIB1,βi为倒置放大的电流放大系数;由于βp和βi的值都远小于1,所以IIH的数值比较小,产品规定IIH＜40uA;2．带负载能力1灌电流负载;当驱动门输出低电平时,驱动门的T4、D截止,T3导通;这时有电流从负载门的输入端灌入驱动门的T3管,“灌电流”由此得名;灌电流的来源是负载门的输入低电平电流IIL,如图2.2.15所示;很显然,负载门的个数增加,灌电流增大,即驱动门的T3管集电极电流IC3增加;当IC3＞βIB3时,T3脱离饱和,输出低电平升高;前面提到过输出低电平不得高于VOLmax=;因此,把输出低电平时允许灌入输出端的电流定义为输出低电平电流IOL,这是门电路的一个参数,产品规定IOL=16mA;由此可得出,输出低电平时所能驱动同类门的个数为：2拉电流负载;当驱动门输出高电平时,驱动门的T4、D导通,T3截止;这时有电流从驱动门的T4、D拉出而流至负载门的输入端,“拉电流”由此得名;由于拉电流是驱动门T4的发射极电流IE4,同时又是负载门的输入高电平电流IIH,如图2.2.16所示,所以负载门的个数增加,拉电流增大,即驱动门的T4管发射极电流IE4增加, RC4上的压降增加;当IE4增加到一定的数值时,T4进入饱和,输出高电平降低;前面提到过输出高电平不得低于VOHmin=;因此,把输出高电平时允许拉出输出端的电流定义为输出高电平电流IOH,这也是门电路的一个参数,产品规定IOH=;由此可得出,输出高电平时所能驱动同类门的个数为:一般NOL≠NOH,常取两者中的较小值作为门电路的扇出系数,用NO表示;。

第四章基本数字电路第二节基本逻辑门电路第三节触发器第四节存储器电路第五节可编程逻辑器件第六节数字电路的基本参数及测量技术小结第一节集成电路的分类讲义第四章：P187第四章基本数字电路学习重点1.了解基本数字电路的工作原理；2.熟悉基本数字电路的输入输出结构、主要技术参数及主要用途；3.掌握常用触发器的表示方式及触发方式；4.了解可编程逻辑器件的特点。

第一节数字集成电路的分类集成逻辑门双极型集成逻辑门MOS集成逻辑门按器件类型分PMOSNMOSCMOSHCMOS 按集成度分SSI（100以下个等效门）MSI（〈103个等效门）LSI （〈104个等效门）VLSI（104～10个等效门）TTL、ECLI2L、HTL按功能分基本门电路、组合逻辑模块触发器、时序逻辑模块、存储器ULSI（>106个以上等效门）第二节基本逻辑门电路4-2-1 典型TTL与非门工作原理三极管的开关特性TTL与非门TTL与非门工作原理TTL与非门的工作速度TTL与非门的外特性及主要参数三极管的开关特性i c+V C饱和区放大截止区b ec v o共射极三极管电路及其输出特性1为三极管由截止转向导通的延迟时间建立时间，称为上升时间，t 3为三极管由导通转向截止的极管由导通转向截止的电流消失时间，称为下降时间。

因此，为延迟时间与建立时间之和，即t ON 间与下降时间之和，即t OFF =t 3+t 4。

三极管的开关特性+V Cbec iv o等效理想三极管开关特性TTL与非门电路输入级由多发射极晶体管T 1和基极电组R 1组成，它实现了输入变量A 、B 、C 的与运算。

由T 3、T 4、T 5和R 4、R 5组成其中T 3、T 4构成复合管，与T 5组成推拉式输出结构，具有较强的负载能力。

中间级是放大级，由T 2、R 2和R 3组成，T 2的集电极C 2和发射极E 2可以分别提供两个相位相反的电压信号。

∙输入端至少有一个接低电平：0 .3V 3 .6V 3 .6V1V 3 .6VT 1管:A端发射结导通，V b1= V A + V be1= 1V，其它发射结均因反偏而截止。

考点21 与”门、“或”门和“非”门“与”门、“或”门和“非”门(选修3-1第二章：恒定电流的第十节简单的逻辑电路)★★★○○1、与门：它有两个输入端分别为A和B，有一个输出端Z，它的电路符号如图．输入A与输入B均是高电压，输出Z才是高电压的逻辑电路叫做与门．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才发生，这种关系叫做“与”逻辑关系。

下表是反映与门的输入与输出之间的逻辑关系的真值表．输入输出A B Z0 0 00 1 01 0 01 1 12、或门：它有两个输入端分别为A和B，有一个输出端Z，它的电路符号如图．输入A与输入B任何一个或者两个都为高电压时，输出Z才是高电压的逻辑电路叫做或门．如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系。

下表是反映与门的输入与输出之间的逻辑关系的真值表．输入输出A B Z0 0 00 1 11 0 11 1 13、非门：非门只有一个输入端A，有一个输出端Z，它的电路符号如图所示，当输入端为高电压时，输出端为低电压，当全入端为低电压时，输出端为高电压的逻辑电路叫做非门。

输出状态与输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系。

下表是非门的真值表．输入输出A Z0 11 01、数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑电路中最基本的电路叫做“门”电路，任何复杂的逻辑电路都由门电路组合而成，最基本的门电路是与门、或门和非门．“门”可看作是一种开关，当条件满足时，允许信号通过；如果条件不满足，则不允许信号通过．2、门电路也可以组合，一种组合是“与非门”电路，即它是由“与”门电路与“非”门电路组合而成的电路；另一种组合是“或非门”电路，即是由“或”门电路和“非”门电路组合而成的的电路，它们也都在名自的领域里起着重要的作用。

例：在集成电路中，经常用若干基本门电路组成复合门电路．图为两个基本门电路组合的逻辑电路，根据真值表，对虚线框内门电路类型及真值表内x的值的判断正确的是( )输入输入A B Y0 0 10 1 01 0 01 1 xA.“或”门，1 B．“或”门，0C．“与”门，1 D．“与”门，0B【答案】1、如图所示，甲、乙两图所表示的逻辑关系分别对应图丙和丁中的________、________．图L2­11­2 【答案】丙；丁。