資源簡介

(共23張PPT)
走進數字電路（與非門和或非門）
Annual Work Summary Report
2021
2022
2023
目 錄
O1
與非門
O2
或非門
O3
常用的數字集成電路
門電路
與非門和或非]電路實際上是兩種門電路的組合。
與非”關系和“或非”關系是從三種基本邏輯關系推演出來的復合邏輯關系，實那漢兩種邏輯關系的i電路分別稱為與非門(NAND )和或非門(NOR)。
與非門
與門和非門的組合
Annual Work Summary Report
#O1
#2022
與非門電路
與非門的真值表和與門的真值表中的輸出邏輯值完全相反:與門的邏輯關系是“全高出高，有低出低”，而與非門的邏輯關系則是“全高出低，有低出高”，因此其邏輯關系相當于在與門后面再接一只非門。
馬上行動
或非門
或門和非門的組合
Annual Work Summary Report
#02
#2022
或非門電路
或非門的真值表和或門的真值表中的輸出邏輯值完全相反。
馬上行動
常用的數字集成電路
觸發器
Annual Work Summary Report
#03
#2022
門電路
門電路是用晶體三極管或MOS管(金屬氧化物半導體場效應管)構成的電路，現在都已集成化是一種數字集成電路。在數字電路中，用電平的高和低來代表邏輯1和邏輯0。如圖3-50所示，由電阻和開關構成的電路中，開關閉合時，開關所呈現的電阻為0，使得開關兩端的電壓也就是輸出電壓為0,輸出低電平。反之，若開關斷開，因為電阻R上沒有電流流過，R上的電壓為0,所以輸出電壓等于電源電壓，即輸出高電平。因此，用開關可以實現高、低電平，這是構成門電路的基礎。
門電路
門電路中的開關不能使用機械開關，因為機械開關不僅體積大、壽命短、 操作不方便，而且開關的速度低。在現代高速電子控制系統中，開關每秒可能要開合上億次，機械開關是絕對無法勝任的，必須使用電子開關，即用晶體管或MOS管做成的開關。例如，用晶體三極管代替上圖中開關得到的電路，如圖3 -51所示。
門電路
晶體三極管存在截止和飽和兩種狀態，截止狀態相當于開關斷開，飽和狀態相當于開關閉合，因而可以當作開關使用，其條件與現象是:
輸人信號足夠大(高電平) ;
現象一 三極管流過的電流較大，而集電極與發射極之間的電壓只有0.3 V左右(低電平)。
截止:條件一輸人信號足夠小 (低電平) ;現象一一三極管沒有電流流過，集電極與發射極之間的電壓與電源電壓相近(高電平)。
由于加到三極管基極的信號不是高電平，就是低電平，因此晶體三極管工作于開關狀態，即不是工作于飽和狀態，就是工作于截止狀態。我們通常稱這種信號為開關信號(即數字信號)。
馬上行動
MOS管
另種經常作 為門電路中開關使用的器件是金屬氧化物半導體場效應管，
即MOS管，如圖3-53所示是它的電路符號。它和晶體三極管
一樣也有三個極:源極S、柵極G和漏極D。這三個極和晶體三極管
的各電極的對應關系是:
源極相當于發射極，通常接地;
漏極相當于集電極，通常通過電阻接電源;
柵極相當于基極，用來控制漏極電流的大小。
MOS管的優勢
普通晶體三極管是電流控制的器件，即基極必須注人電流才能使三極管導通，而MOS管屬于電壓控制器件，在其柵極與源極之間加適當的電壓就能使MOS管導通。MOS管在開關信號的作用下，也有導通和截止兩種狀態，因而也可做開關使用。數字電路現在都已集成化。集成門電路屬于小規模集成電路。由若干門電路組成，能完成某個邏輯功能，如編碼、譯碼等功能的集成電路通常屬于中規模集成電路。將數百、數千個門電路集成在一個硅片上的數字集成電路屬于大規模、超大規模數字集成電路。目前將數萬個以上門電路集成在一一個硅片上， 可實現一個較復雜系統功能的所謂片上系統(SOC)也已出現。此外，還涌現出各種新型的數字集成電路，如用戶可以改變片內電路之間邏輯關系的可編程邏輯器件( PLD)和現場可編程門陣列( FPGA)等。
數字集成電路
數字集成電路有多種類型，最常用的有TTL和CMOS兩種。
TTL (晶體管-晶體管邏輯)電路是用普通晶體三極管構成的集成電路，與CMOS相比，其運行速度較快，允許負載流過的電流較大，但消耗功率較大。
CMOS (互補MOS電路)電路是用MOS管構成的集成電路，在工作時消耗的功率最低，但工作速度較TTL的低，允許負載流過的電流較TTL的小。CMOS器件與TTL器件的邏輯電平和電路的輸出能力不-一樣，因此兩種類型的集成電路通常不能在同一- 個電路中使用，如需同時使用，要在它們之間加上電平轉換電路。CMOS器件比較容易損壞，使用時要注意保護，如電源的極性不能接反，并做好防靜電處理等。
觸發器
數字電路中能將二港制數據記住的基本單元電路稱為_觸發器_。其中最簡單的一種稱為基本觸發器,通常是由2只或非門連接構成。基本觸發器有2個輸入端S和R。若S端加觸發信號(高電平),R端不加觸發信號,即S=1,R=0,基本觸發器被置于1狀態,此過程稱為__置1_;若R端加觸發信號(高電平),S端不加觸發信號,即S=0,R=1,基本觸發器被置于0狀態,此過程稱為_置0 _。
觸發器
總結
謝謝大家
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