電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 課件 王慧麗 第6、7章 晶體管放大電路分析、數(shù)字電路基礎(chǔ)

第6章晶體管放大電路分析6.1變晶體管的特性與識(shí)別6.1.1晶體管的基本結(jié)構(gòu)及類型6.1.2晶體管的放大原理6.1.3晶體管的特性曲線6.1.4晶體管的主要參數(shù)6.2放大電路分析6.2.1共發(fā)射極放大電路6.2.2基本共集放大電路6.3集成運(yùn)算放大電路6.3.1差動(dòng)放大電路6.3.2互補(bǔ)對(duì)稱電路6.3.3集成運(yùn)放基本簡(jiǎn)介6.3.4集成運(yùn)放在模擬信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用6.1晶體管的特性與識(shí)別6.1.1晶體管基本結(jié)構(gòu)及類型基區(qū)集電區(qū)發(fā)射區(qū)基極集電極發(fā)射極集電結(jié)發(fā)射結(jié)NPN型結(jié)構(gòu)及符號(hào)VTNPN型結(jié)構(gòu)PNP型結(jié)構(gòu)和符號(hào)特點(diǎn)：發(fā)射區(qū)參雜濃度很大，基區(qū)薄且濃度低，集電結(jié)面積大。VTPNP型結(jié)構(gòu)6.1晶體管的特性與識(shí)別6.1.2晶體管放大原理１．放大條件（１）內(nèi)部特點(diǎn)決定 發(fā)射區(qū)產(chǎn)生大量載流子基區(qū)傳送載流子集電區(qū)收集載流子（２）外部條件

發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏I(xiàn)EICIBRBRCEBECNNP發(fā)射區(qū)電子發(fā)射結(jié)正偏利于發(fā)射區(qū)發(fā)射電子基區(qū)集電結(jié)反偏利于集電區(qū)收集電子

集電區(qū)2.電流分配IBRBEBICRCECIE基極電流很小的變化，將引起集電極電流一個(gè)很大的變化。直流放大系數(shù)交流放大系數(shù)6.1晶體管的特性與識(shí)別6.1.3晶體管特性曲線1.輸入特性曲線IB＝f(UBE)︳UCE=常數(shù)

發(fā)射結(jié)、集電結(jié)正偏，兩個(gè)二極管正向并聯(lián)。

集電結(jié)反偏，IB減小UCE>1IB變化很小，與UCE=1曲線重合。IB(μA)UBE(V)UCE=0UCE≥12．輸出特性曲線飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)

截止區(qū)IB≈0，IC≈0，UBE≤0發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。

放大區(qū)

IC＝βIB

發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

飽和區(qū)

UCE≤UBE

，發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏。

IC(mA)UCE(V)IB＝0IB＝20IB＝40IB＝60IB＝806.1晶體管的特性與識(shí)別6.1.4晶體管主要參數(shù)2．極間反向電流

ICBO：發(fā)射極開路，基極與集電極間的反向飽和電流，受溫度影響大。

ICEO：基極開路，集電極與發(fā)射極間的穿透電流。1．放大倍數(shù)

集電極最大電流ICMIC<ICM

集電極—發(fā)射極反向擊穿電壓UCEO

基極開路，加在集電極和發(fā)射極間的最大允許工作電壓。

UCE<UCEO

集電極最大允許功耗PCMICUCE<PCM3．極限參數(shù)6.2放大電路分析6.2.1共發(fā)射極放大電路一放大的概念

放大的實(shí)質(zhì):

用小能量的信號(hào)通過三極管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。

對(duì)放大電路的基本要求：

1.要有足夠的放大倍數(shù)(電壓、電流、功率)。

2.盡可能小的波形失真。另外還有輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等其它技術(shù)指標(biāo)。二電路組成

晶體管T--放大元件,iC=

iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使晶體管工作在放大區(qū)。基極電源EB與基極電阻RB--使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE信號(hào)源負(fù)載集電極電源EC

--為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻RC--將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。耦合電容C1

、C2

--隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時(shí)使信號(hào)順利輸入、輸出。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE共發(fā)射極基本電路常用的畫法1、基本思想

非線性電路經(jīng)適當(dāng)近似后可按線性電路對(duì)待，利用疊加定理，分別分析電路中的交、直流成分。分析三極管電路的基本思想和方法直流通路(ui=0)分析靜態(tài)。畫交流通路原則：1.固定不變的電壓源都視為短路；2.固定不變的電流源都視為開路；3.視電容對(duì)交流信號(hào)短路交流通路(ui

0)分析動(dòng)態(tài)，只考慮變化的電壓和電流。2、基本方法圖解法：在輸入、輸出特性圖上畫交、直流負(fù)載線，求靜態(tài)工作點(diǎn)“Q”，分析動(dòng)態(tài)波形及失真等。解析法：根據(jù)發(fā)射結(jié)導(dǎo)通壓降估算“Q”。用小信號(hào)等效電路法分析計(jì)算電路動(dòng)態(tài)參數(shù)。三靜態(tài)分析

符號(hào)說明iB=IB+ib

iC=IC+ic直流分量：IB、IC、IE、UCE交流分量：ib、ic、ie、uce總電流量：iB、iC、iE、uCEiE=IE+ie

uCE=UCE+ucetuoUbeUBEubeuBE直流通道在Δui=0時(shí)所形成的直流通路稱為直流通道。直流通道里只有直流量，此時(shí)稱放大電路為靜態(tài)。畫法：視電容為開路，畫出電路其余部分。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE直流通路+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE1.估算法靜態(tài)時(shí)三極管各極電流和電壓值稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q。靜態(tài)分析的目的：確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)(直流值)IBQ，ICQ

，UCEQ分析方法：利用直流通路計(jì)算放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路靜態(tài)工作點(diǎn)+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE直流通路2.圖解法輸入直流偏置線方程：UBE=UCC

IBRB輸出直流負(fù)載線方程：uCE/ViC/mAUCCUCC/RCOQUCEQICQIB=20

A輸出回路圖解輸入回路圖解QuBE/ViB/

A靜態(tài)工作點(diǎn)UCCUCC/RBUBEQIBQOUCE=UCC

RCIC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE

四動(dòng)態(tài)分析交流通道 只考慮交流信號(hào)形成的電路通道稱為交流通道。 此時(shí)視直流量短路，電路為動(dòng)態(tài)。

畫法：視直流源、電容均短路?！稹餜SRBRCuSuO

+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE在靜態(tài)的基礎(chǔ)上加入輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)。IBQuiOtiBOtuCEOtuoOtiCOtICQ

uBE

Ot

1、微變等效電路法動(dòng)態(tài)分析的目的：確定放大電路的電壓放大倍數(shù)

，輸入電阻和輸入電阻。分析方法：微變（小信號(hào)）等效電路分析法。+uce–+ube–

ibicCBE從輸入端口看進(jìn)去，相當(dāng)于電阻rbe幾百-幾千歐姆OIB

UBE

IB

Q

IB

UBE輸入電阻從輸出端口看進(jìn)去為一個(gè)受ib

控制的電流源+uce–+ube–

ibicCBEQiC

ICUCEuCE

IB

ICICic

=

ibrbe

Eibic

ib+ube

+uce

BC

IC

UCE阻值很高，約幾十千歐~幾百千歐，可忽略。rce輸出電阻

微變等效電路是對(duì)交流分量而言，先畫放大電路的交流通路，將交流通路中的晶體管用其微變等效電路來代替，即得到放大電路的微變等效電路。晶體三極管交流分析步驟：①

分析直流電路，求出“Q”，計(jì)算rbe。②

畫電路的交流通路。③

在交流通路上把三極管畫成H參數(shù)模型。④

分析計(jì)算疊加在“Q”點(diǎn)上的各極交流量。根據(jù)畫交流通路原則：ECRBRC+ui

+

RSus+uo

C2RL+C1++ui

+

RSusRBRC+uo

RL交流通路+uo

+–

ibicRBRCRLuSRS+ui

+uo

+–

RBRLRSrbe

Eibic

ibBCusRC+ui

微變等效電路交流通路化簡(jiǎn)放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算（1）電壓放大倍數(shù)的計(jì)算+uo

+–

RBRLRSrbe

Eibic

ibBCusRC+ui

當(dāng)輸入的是正弦信號(hào)時(shí)，各電壓和電流都可用相量表示。電壓放大倍數(shù)開路時(shí)有負(fù)載時(shí)

=（2）輸入電阻的計(jì)算Ri（3）輸出電阻的計(jì)算ro

RCRoRC一般為幾千歐，因此，這種基本放大電路的輸出電阻較高。晶體管的輸入電阻rbe比較小，所以基本放大電路的輸入電阻不高。+uo

+–

RBRLRSrbe

Eibic

ibBCusRC+ui

圖解步驟：（1）根據(jù)靜態(tài)分析方法，求出靜態(tài)工作點(diǎn)Q。（2）根據(jù)ui在輸入特性上求uBE和iB。（3）作交流負(fù)載線。（4）由輸出特性曲線和交流負(fù)載線求iC和uCE。2、圖解法放大電路非線性失真五靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定固定偏置放大電路

分壓偏置放大電路直流通路6.2放大電路分析6.2.2基本共集放大電路一共集電極放大電路的分析○RBRE++uO＋UCCRSuSuiRL～1、靜態(tài)分析2、動(dòng)態(tài)分析RBRE

RL?b?crbeβibRSUS·～?eUo·Ui·放大倍數(shù)Au輸入電阻ri輸出電阻r06.3集成運(yùn)算放大電路6.3.1差動(dòng)放大電路一多級(jí)放大電路耦合2、耦合方式：阻容耦合——交流

直接耦合——直流

變壓器耦合——交流1、多級(jí)電壓放大電路組成輸入一級(jí)中間級(jí)末級(jí)輸出阻容耦合變壓器耦合直接耦合多級(jí)放大電路二差動(dòng)放大電路的引入零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：當(dāng)輸入信號(hào)為0時(shí)，其輸出電壓保持不變（不一定是0），即輸出端電壓偏離原來值上下波動(dòng)。產(chǎn)生的原因：溫度、電源電壓波動(dòng)、元件參數(shù)變化等。當(dāng)溫度變化而引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化是產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因。抑制方法：零點(diǎn)漂移就是

點(diǎn)的漂移，目前抑制零漂比較有效的實(shí)用方法是采用差動(dòng)放大電路，三差動(dòng)放大電路差分放大電路原理零點(diǎn)漂移的抑制靜態(tài)時(shí)溫度升高升高對(duì)稱差分放大電路對(duì)兩管所產(chǎn)生的同向漂移都具有抑制作用

差分放大電路共模輸入：兩個(gè)輸入信號(hào)電壓大小相等，極性相同放大倍數(shù)為0差模輸入：兩個(gè)輸入信號(hào)電壓大小相等，極性相反差模輸入下，差分放大電路兩管集電極之間的輸出電壓為兩管各自輸出電壓變化量的兩倍。比較輸入：大小和相對(duì)極性是任意的（差分放大)輸出電壓只與偏差值有關(guān)，而不需要反應(yīng)兩個(gè)信號(hào)本身大小。零點(diǎn)漂移的抑制反應(yīng)了對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。共模抑制電阻RE對(duì)稱作用RE對(duì)差模信號(hào)不起作用，差分放大就是要放大差模信號(hào)抑制共模信號(hào)。共模抑制比：差模信號(hào)放大倍數(shù)與共模信號(hào)放大倍數(shù)比值6.3集成運(yùn)算放大電路6.3.2互補(bǔ)對(duì)稱電路集成運(yùn)放的輸出級(jí)通常采用互補(bǔ)對(duì)稱電路；互補(bǔ)對(duì)稱電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，采用正、負(fù)對(duì)稱電源，靜態(tài)時(shí)無直流電壓輸出，故負(fù)載可直接接到發(fā)射極，實(shí)現(xiàn)了直接耦合，在集成電路中得到了廣泛的應(yīng)任意兩個(gè)同頻率正弦量的和或差可用平行四邊形法則求。互補(bǔ)對(duì)稱電路6.3集成運(yùn)算放大電路6.3.3集成電路簡(jiǎn)介

集成電路:

把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上，組成一個(gè)不可分的整體。

集成電路特點(diǎn)：體積小、外部接線少、功耗低、可靠性高、靈活性高、價(jià)格低。

集成電路分類：按其功能的不同，集成電路可分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩種。一集成電路簡(jiǎn)介二集成運(yùn)放電路簡(jiǎn)介輸出端偏置電路輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)輸入端集成運(yùn)算放大電路基本組成輸入級(jí)：差動(dòng)放大電路，減少零點(diǎn)漂移、提高輸入阻抗、高抗干擾能力。輸出級(jí)：射極輸出器或互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器，提高帶載能力，輸出電阻要小，電壓穩(wěn)定。偏置電路：為各級(jí)提供穩(wěn)定、合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。中間級(jí)：電壓放大級(jí)，高電壓放大倍數(shù)，發(fā)射極放大電路或多級(jí)電壓放大電路。三集成運(yùn)放圖形符號(hào)及信號(hào)輸入方式

集成運(yùn)放符號(hào)反相輸入同相輸入輸出端三種基本輸入方式反相輸入方式同相輸入方式差分輸入方式四主要參數(shù)2.

輸入失調(diào)電壓UIO使UO=0，輸入端施加的補(bǔ)償電壓幾毫伏3.

輸入失調(diào)電流IIOUO=0時(shí)，輸入級(jí)兩輸入端的靜態(tài)電流之差。1nA

0.1

A1.

開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)A0104

1074.差模輸入電阻ri輸出電阻

ro幾百千歐

幾兆歐幾十歐

幾百歐5.共模抑制比KCMR70～130dB6.

最大差模輸入電壓Uidmax共模輸入U(xiǎn)ic過大，K

CMR下降。當(dāng)Uid過大時(shí)，反偏的PN結(jié)可能因反壓過大而被擊穿。LM741為

36V7.最大共模輸入電壓UicmaxLM741為

16V兩輸入端間允許加的最大差模輸入電壓。五集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性：集成運(yùn)放的輸出電壓uO與輸入電壓ui(u+－u－)之間的關(guān)系uO＝f(ui)稱為集成運(yùn)放的電壓傳輸特性。uOui+UOM－UOM線性區(qū)1）在線性區(qū)工作時(shí)，輸出電壓

與兩輸入端之間的電壓

呈線性關(guān)系，即：2）在飽和工作區(qū)時(shí)這時(shí)+UOM

和-UOM分別為輸出正飽和電壓和負(fù)飽和電壓，其絕對(duì)值分別略低于正、負(fù)電源電壓。飽和區(qū)

∞－＋uo＋ud反饋電路開環(huán)系統(tǒng)：不加反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)的電路系統(tǒng)，此時(shí)的放大倍數(shù)叫開環(huán)放大倍數(shù)。閉環(huán)系統(tǒng)：加上反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)的電路系統(tǒng)，此時(shí)的放大倍數(shù)叫閉環(huán)放大倍數(shù)。

∞－＋uo＋ud六集成運(yùn)放的理想特性1、理想化條件開環(huán)電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻開環(huán)輸出電阻共模抑制比

A0∞r(nóng)i∞r(nóng)0∞KCMR∞2、理想運(yùn)放的電壓傳輸特性u(píng)i≠0，|uO|＝±UOM即u+≠

u－時(shí)，運(yùn)放處于非線性區(qū)。uOui+UOM－UOM3、集成運(yùn)放線性工作區(qū)的特點(diǎn)：+–++–+u+u–uo虛短：集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間的電壓通常非常接近于零，但不是短路，故簡(jiǎn)稱為“虛短”。

uO＝AO（u＋－u－）

AO≈∞u＋－u－≈uo／AO≈0u＋≈u－

當(dāng)u＋＝0（接地）u

－≈

u

＋≈

0

稱此時(shí)的反相輸入端為“虛地點(diǎn)”。反之，也成立。uOui+UOM－UOM+–++–+u+u–uo虛斷：流入集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流通常為零，但又不是斷路故簡(jiǎn)稱為“虛斷”?！遰i≈∞ I－≈I+≈04、集成運(yùn)放非線性工作區(qū)的特點(diǎn)：+–++–+u+u–uou+

＜

u-時(shí)，u0=-UOM

uOui+UOM－UOMu+

＞

u-時(shí)，u0=UOM

虛斷的條件原則上仍成立，即ii

≈

0虛短的條件原則不成立，即u+≠u-

6.3集成運(yùn)算放大電路6.3.4集成運(yùn)放在模擬信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用一比例運(yùn)算電路1、反相比例運(yùn)算電路

∞－＋uo＋uiifi1R1R2Rfi1=ui／R1if=u－－uo=－uo／Rf

∵i

－≈i

+＝0∴i

1＝i

f即ui/R1=－uo/Rf

uo、ui符合比例關(guān)系，負(fù)號(hào)表示輸出輸入電壓變化方向相反。電路中引入深度負(fù)反饋，閉環(huán)放大倍數(shù)Auf與運(yùn)放的Au無關(guān)，僅與R1、Rf有關(guān)。R2是平衡電阻同相端與地的等效電阻。其作用是保持輸入級(jí)電路的對(duì)稱性，以保持電路的靜態(tài)平衡。

R2＝R1//Rf

當(dāng)R1＝Rf時(shí)，uo＝－ui，該電路稱為反相器。2.同相比例電路

∞－＋uo＋ifi1uiR2R1Rf∵i+≈0（虛斷）∴u

+＝ui

u

+≈u

－≈ui（虛短）i1=（0－ui）／R1if=(u－－uo)／Rf

=(ui－uo)／Rf

∵i

－≈i

+＝0∴i

1＝i

f

當(dāng)Rf＝有限值時(shí)，R1＝∞

∞－+uo＋uiR2為平衡電阻

R2＝R1//RfAuf=1→電路成為電壓跟隨器。

uo＝ui此電路輸入電阻大，輸出電阻小。二加法運(yùn)算電路uo

∞－＋＋ui2ifi2R2RPRfui3i3R3ui1i1R1

在調(diào)節(jié)某一路信號(hào)的輸入電阻的阻值時(shí)，不影響其它輸入電壓與輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。

求和電路也可從同相端輸入，但同相求和電路的共模輸入電壓較高，且不如反相求和電路調(diào)節(jié)方便。三減法運(yùn)算電路

在集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端都加上輸入信號(hào)，就構(gòu)成了減法運(yùn)算電路，如圖所示。iFR1R2Rfi1uI1R3uI2+–+–++–+uou+u-整理可得當(dāng)時(shí)，和當(dāng)時(shí)，則得

輸出電壓與輸入電壓的差值成正比例，從而能進(jìn)行減法運(yùn)算。第7章數(shù)字電路基礎(chǔ)7.1脈沖數(shù)字電路的基本概念及二進(jìn)制數(shù)7.1.1數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路7.1.2數(shù)制與碼制7.2門電路7.2.1基本邏輯門電路7.2.2復(fù)合邏輯門電路7.2.3組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)7.2.4TTL集成門電路7.3集成觸發(fā)器7.3.1RS觸發(fā)器7.3.2邊沿JK觸發(fā)器認(rèn)識(shí)與功能測(cè)試7.3.3邊沿D觸發(fā)器認(rèn)識(shí)與功能測(cè)試7.1脈沖數(shù)字電路的基本概念及二進(jìn)制數(shù)7.1.1數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路電子電路中的信號(hào)

模擬信號(hào)

隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)

數(shù)字信號(hào)

時(shí)間和幅度都是離散的

模擬信號(hào)：在時(shí)間上或數(shù)值上是連續(xù)的模擬電路：分析信號(hào)的幅值、相位、頻率的變化和關(guān)系等

數(shù)字信號(hào)：

在時(shí)間上和數(shù)值上都是離散的

應(yīng)用于：產(chǎn)品數(shù)量統(tǒng)計(jì)

數(shù)字表盤的讀數(shù)

數(shù)字電路：

只關(guān)心輸入和輸出的邏輯關(guān)系數(shù)字電路的特點(diǎn)

電路抗干擾能力強(qiáng)，傳輸可靠；

信息便于長(zhǎng)期存儲(chǔ)，易于控制精度

集成度高、容易小型化。

通訊技術(shù)

數(shù)字化測(cè)量；

數(shù)控化生產(chǎn)；數(shù)字電路的應(yīng)用7.1脈沖數(shù)字電路的基本概念及二進(jìn)制數(shù)7.1.1數(shù)制與碼制1.十進(jìn)制（1）

表示數(shù)的數(shù)碼有十個(gè)：0

~9；

特點(diǎn)：以10為基數(shù)，“逢十進(jìn)一”；

表示方法：10的冪相加一、數(shù)制十進(jìn)制（2）2.二進(jìn)制

表示數(shù)的數(shù)碼有2個(gè)：0和1；

特點(diǎn)：以2為基數(shù)，“逢二進(jìn)一”；

表示方法：10的冪相加3.十-二進(jìn)制轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)：按權(quán)展開，逐個(gè)相加

十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)

整數(shù)部分：除2取余，由下而上；小數(shù)部分：乘2取整，由上而下二、碼制BCD碼是用四位二進(jìn)制碼來表示相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)的一種碼制，稱二—十進(jìn)制碼。其中常用的8421BCD碼是一種有權(quán)碼，各位的位權(quán)分別是：8、4、2、1；8421BCD碼與相應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的關(guān)系如下表所示：7.2門電路7.2.1基本邏輯門電路“與”門實(shí)驗(yàn)電路與邏輯符號(hào)圖1.與邏輯：“與”邏輯可用下圖所示的電路來說明。1.只有開關(guān)SA1和SA2都閉和時(shí)，燈才會(huì)亮。這種燈亮與開關(guān)的關(guān)系就是“與”邏輯關(guān)系。2.可表述為：只有當(dāng)決定一件事情的所有條件都具備時(shí)，事件才能發(fā)生。這種因果關(guān)系稱與邏輯關(guān)系，3.可以表示為Y=A·B。

ABY000010100111“與”門真值表基本門電路“或”門實(shí)驗(yàn)電路與邏輯符號(hào)圖2.或邏輯：開關(guān)SA1和SA2只要有一個(gè)閉和時(shí)，燈就會(huì)亮。這種燈亮與開關(guān)的關(guān)系就是“或”邏輯關(guān)系。可表述為：當(dāng)決定一件事情的所有條件中，只要具備一個(gè)條件時(shí)，這件事就會(huì)發(fā)生。這種因果關(guān)系稱或邏輯關(guān)系，可以表示為Y=A+B。ABY000011101111“或”門真值表“非”門實(shí)驗(yàn)電路與邏輯符號(hào)圖3.非邏輯：當(dāng)決定事件的條件具備了，事件沒有發(fā)生；反而當(dāng)決定事件的條件不具備時(shí)，事件發(fā)生了。這種因果關(guān)系稱非邏輯關(guān)系，可以表示為Y=AY0110“非”門真值表7.2門電路7.2.2復(fù)合邏輯門電路1.與非門邏輯關(guān)系可總結(jié)為“見0輸出1，全1輸出0”，邏輯表達(dá)式為

常用的集成芯片74LS00（2輸入四與非門）。ABY000011101110“與非”門邏輯符號(hào)圖“與非”門真值表2.或非門邏輯表達(dá)式為

常用的集成芯片74LS02（2輸入四或非門）。ABY001010100110“或非”門邏輯符號(hào)圖“或非”門真值表3.異或門異或門的邏輯表達(dá)式為

邏輯關(guān)系可描述為：“相異出1，相同為0"集成芯片74LS86（2輸入四異或門）；ABY000011101110“異或”門邏輯符號(hào)圖“異或”門真值表4.同或門同或門的邏輯表達(dá)式為

邏輯關(guān)系可描述為“相同出1，相異為0”

ABY001010100111“同或”門邏輯符號(hào)圖“同或”門真值表7.2門電路7.2.3組合電路分析與設(shè)計(jì)

一、邏輯函數(shù)的表示方法

1.真值表

2.函數(shù)表達(dá)式

3.邏輯圖

4.卡諾圖【例7.1】畫出實(shí)現(xiàn)函數(shù)F=AB+BC+CA的邏輯圖?！纠?.2】根據(jù)真值表寫出函數(shù)表達(dá)式。ABCY000

0001

1010

1011

0100

0101

1110

1111

0

二、邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法：公式法和卡諾圖1.公式法基本公式

基本定律

最小項(xiàng)的概念與性質(zhì)

※最小項(xiàng)的定義和編號(hào)

2.卡諾圖法

n個(gè)變量有2n種組合，可對(duì)應(yīng)寫出2n個(gè)乘積項(xiàng)，這些乘積項(xiàng)均具有下列特點(diǎn)：包含全部變量每個(gè)變量在該乘積項(xiàng)中(以原變量或反變量)只出現(xiàn)一次這樣的乘積項(xiàng)稱為這n個(gè)變量的最小項(xiàng)，也稱為n變量邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)。

卡諾圖法的性質(zhì)事例說明如何根據(jù)輸入變量組合寫出相應(yīng)最小項(xiàng)？

將輸入變量取值為1的代以原變量，取值為0的代以反變量，則得相應(yīng)最小項(xiàng)。

最小項(xiàng)的基本性質(zhì)

※對(duì)任意一最小項(xiàng)，只有一組變量取值使它的值為1，而其余各種變量取值均使其值為0?！煌淖钚№?xiàng)，使其值為1的那組變量取值也不同?！鶎?duì)于變量的任一組取值，任意兩個(gè)最小項(xiàng)的乘積為0?！鶎?duì)于變量的任一組取值，全體最小項(xiàng)的和為1。

④卡諾圖法化簡(jiǎn)方法（1）將n變量的2n個(gè)最小項(xiàng)用2n個(gè)小方格表示，并且使相鄰最小項(xiàng)在幾何位置上也相鄰且循環(huán)相鄰，這樣排列得到的方格圖稱為n變量最小項(xiàng)卡諾圖，簡(jiǎn)稱為變量卡諾圖。④卡諾圖法化簡(jiǎn)方法（2）④卡諾圖法化簡(jiǎn)方法（3）已知最小項(xiàng)如何找相應(yīng)小方格？例如：

原變量取1，反變量取0。如何寫出卡諾圖方格對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)？⑤利用卡諾圖法化簡(jiǎn)三人表決邏輯表達(dá)式7.2門電路7.2.4TTL集成門電路1.TTL集成門電路認(rèn)識(shí)（1）TTL集成門的類型很多,那么如何識(shí)別它們?各類型之間有何異同?如何選用合適的門?（1）各系列

TTL集成門的比較與選用用于民品用于軍品

具有完全相同的電路結(jié)構(gòu)和電氣性能參數(shù)，CT74系列溫度范圍：0~70OC，CT54系列溫度范圍：-55~+125OC，因此CT54系列更適合在溫度條件惡劣、供電電源變化大的環(huán)境中工作。

※按工作溫度和電源允許變化范圍不同分為CT74系列CT54系列1.TTL集成門電路認(rèn)識(shí)（2）（2）按平均傳輸延遲時(shí)間和平均功耗不同分

CT74系列CT74L系列(即低功耗TTL簡(jiǎn)稱LTTL)

CT74H系列(即高速TTL簡(jiǎn)稱HTTL)CT74S系列(即肖特基TTL簡(jiǎn)稱STTL)

CT74AS系列(即先進(jìn)肖特基TTL簡(jiǎn)稱ASTTL)

CT74LS系列(即低功耗肖特基TTL簡(jiǎn)稱LSTTL)CT74ALS系列(即先進(jìn)低功耗肖特基TTL簡(jiǎn)稱LSTTL)

2.TTL集成門電路的使用要點(diǎn)（1）電源電壓用+5V,74系列應(yīng)滿足5V

5%。

（2）輸出端的連接：

普通TTL門輸出端不允許直接并聯(lián)使用。

三態(tài)輸出門的輸出端可并聯(lián)使用，但同一時(shí)刻只能有一個(gè)門工作，其他門輸出處于高阻狀態(tài)。

集電極開路門輸出端可并聯(lián)使用，但公共輸出端和電源VCC之間應(yīng)接負(fù)載電阻RL。

輸出端不允許直接接電源VCC或直接接地。輸出電流應(yīng)小于產(chǎn)品手冊(cè)上規(guī)定的最大值。

3.多余輸入端的處理4.TTL集成OC門電路OC門應(yīng)用—實(shí)現(xiàn)線與兩個(gè)或多個(gè)OC門的輸出端直接相連，相當(dāng)于將這些輸出信號(hào)相與，稱為線與。

5.TTL集成三態(tài)門電路※應(yīng)用（1）構(gòu)成單向總線（2）構(gòu)成雙向總線6.CMOS集成門電路認(rèn)識(shí)7.3集成觸發(fā)器7.3.1RS觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一種具有記憶功能的邏輯