电工电子与技术-数字电路基础 .ppt

第十三章 数字电路基础 第一节 数字电路概述 数字电路与模拟电路 集成数字电路的分类 脉冲信号 晶体管的开关作用 一、数字电路与模拟电路 二、集成数字电路的分类 三、脉冲信号 四、晶体管的开关作用 第二节 基本逻辑关系及其 门电路 与 门 或 门 非 门 与非门和或非门 一、与 门 二、或 门 三、非 门 四、与非门和或非门 第三节 TTL集成门电路 TTL与非门 一、TTL与非门 第六节 逻辑代数的基本公式  和定律 基本定律 重要规则 逻辑函数的代数化简法 一、基本定律 二、重要规则 三、逻辑函数的代数化简法 * * 第一节 数字电路概述 第二节 基本逻辑关系及其门电路 第三节 TTL集成门电路 第六节 逻辑代数的基本公式和定律 模拟信号－－随时间连续变化的信号。 模拟电路－－处理模拟信号的电路。 数字信号－－不随时间连续变化的脉冲 信号。 数字电路－－处理数字信号的电路。 模拟电路与数字电路的区别 所处理的信号不同； 研究电路的着重点不同； 晶体管的工作状态不同。 小规模集成电路 ( SSI ) 1～10门／片或10～100元件／片 中规模集成电路 ( MSI ) 10～100门／片或 1000元件／片 大规模集成电路 ( LSI ) 100～1000门／片或 10万元件／片 超大规模集成电路 ( VLSI ) 1000门／片或 10万元件／片 脉冲宽度tP - - -前后沿之间的时间间隔。 正脉冲 负脉冲 脉冲幅度A－－脉冲变化最大值。 A 脉冲周期T 脉冲频率f - - f = 1/T T 脉冲前沿:正脉冲的上升沿或负脉冲的下降沿。 脉冲后沿:正脉冲的下降沿或负脉冲的上升沿。 前沿 后沿 tP 二极管 A B A B A B UA UB UA UB Ui Uo VCC R Ui = UiH =VCC VD截止 UO =VCC = UOH Ui = UiL =0 VD导通 UO = 0 = UOL 例：理想二极管组成电路如图，已知UA＝0，UB＝3V，试求输出电压UF 。 UA UF －3V R UB VDA VDB UA＝0，UB＝3V， UB UA －3V VDB率先导通， UF＝UB＝3V VDA截止 解： 三极管 RC UO ＋UCC RB Ui T 当UI 0.5V时，T截止 iB ≈ iC= 0 UO =VCC = UOH 当UI 0.5V ， iB ≥ IBS= UCC/βRC UO = UOL ≈0.3V BE、BC正偏，T饱和 b c e b c e 当0 iB IBS ，T 放大 只要用UI的高、低电平控制三 极管，使之工作在截止、饱和状 态，就可以控制它的开关状态， 并可在输出端得到高低电平。 开关合向a IB＝5／RB1＝5／500×103 ＝0.01mA UB＞0 IBS＝15／ βRC =15／100×5×103 ＝0.03mA 0 IB IBS ，T 处于放大状态 例：三极管组成电路如图，已知β＝100， RB1= 500KΩ， RB2= 50KΩ， RC= 5KΩ，试求开关S合向a、b、c时三极管所处的状态。（UBE＝0） 开关合向b IB＝5／RB2＝5／50×103 ＝0.1mA UB＞0 IBS＝15／ βRC ＝0.03mA IB IBS ，T 处于饱和状态 RC 15V a b c 5V －1.5V RB1 RB2 解： 开关合向c IB ≈ 0 IC≈ 0 T处于截止状态 条件与结果的关系称为逻辑关系，用以实现基本逻辑关系的电子电路称为门电路。 基本逻辑关系：与、或、非 相对应的基本门电路：与门、或门、非门 门电路用二值逻辑中的“0”、“1”分别表示高低电平。 1 →高电平 0 →低电平 正逻辑 1 →低电平 0 →高电平 负逻辑 与逻辑 只有决定事物结果的各种条件(A、B)同时具备时，结果（F）才会发生，这种逻辑叫做与逻辑。 A B F ＋U 与门电路 输入量作为条件，输出量作为结果，