門電路邏輯功能仿真實(shí)訓(xùn)精品課程結(jié)束放映主講人：黎云漢博士1/11/20231前言

數(shù)字電路的廣泛應(yīng)用和高度發(fā)展標(biāo)志著現(xiàn)代電子技術(shù)的水平在不斷提高。電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字式儀表、數(shù)字控制裝置和工業(yè)邏輯系統(tǒng)等都是以數(shù)字電路為基礎(chǔ)的。而門電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯單元。1/11/20232實(shí)訓(xùn)目的：1.熟悉二極管及三極管的開關(guān)特性。

2.掌握各種常用門電路邏輯功能。1/11/20233一、二極管及三極管的開關(guān)特性二、基本邏輯門電路1

二極管的開關(guān)特性

2

三極管的開關(guān)特性

1

二極管與門2

二極管或門3

三極管非門（反相器）返回實(shí)訓(xùn)內(nèi)容1/11/20234一、二極管及三極管的開關(guān)特性數(shù)字電路中的晶體二極管、三極管和MOS管工作在兩種開關(guān)狀態(tài)。導(dǎo)通狀態(tài)：相當(dāng)于開關(guān)閉合截止?fàn)顟B(tài)：相當(dāng)于開關(guān)斷開。

兩狀態(tài)開關(guān)←→邏輯變量：在邏輯代數(shù)中邏輯變量有兩種取值：1和0；電子開關(guān)有兩種狀態(tài)：閉合、斷開。

半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管，則是構(gòu)成這種電子開關(guān)的基本開關(guān)元件。

1/11/202351、二極管的開關(guān)特性

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靜態(tài)特性及開關(guān)等效電路正向?qū)〞r(shí)UD(ON)≈0.7V（硅）

0.3V（鍺）RD≈幾Ω～幾十Ω相當(dāng)于閉合的開關(guān)圖2-1硅二極管的伏安特性曲線1/11/20236反向截止時(shí)反向飽和電流極小反向電阻很大（約幾百kΩ）相當(dāng)于斷開的開關(guān)圖2-1硅二極管的伏安特性曲線1/11/20237圖2-2二極管的開關(guān)等效電路(a)導(dǎo)通時(shí)(b)截止時(shí)1/11/202382、三極管的開關(guān)特性

靜態(tài)特性及開關(guān)等效電路在數(shù)字電路中，三極管作為開關(guān)元件，主要工作在飽和和截止兩種開關(guān)狀態(tài)，放大區(qū)只是極短暫的過渡狀態(tài)。圖2-3三極管的三種工作狀態(tài)（a）電路（b）輸出特性曲線返回1/11/20239開關(guān)等效電路Ⅰ.截止?fàn)顟B(tài)條件：發(fā)射結(jié)反偏特點(diǎn)：電流約為01/11/202310Ⅱ.飽和狀態(tài)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏特點(diǎn)：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅1/11/202311圖2-4三極管開關(guān)等效電路(a)截止時(shí)(b)飽和時(shí)1/11/202312門電路的概念：實(shí)現(xiàn)基本和常用邏輯運(yùn)算的電子電路，叫邏輯門電路。實(shí)現(xiàn)與運(yùn)算的叫與門，實(shí)現(xiàn)或運(yùn)算的叫或門，實(shí)現(xiàn)非運(yùn)算的叫非門，也叫做反相器，等等。二、基本邏輯門電路1/11/2023131、二極管與門電路

（1）.電路（2）.工作原理A、B為輸入信號(hào)（+3V或0V）F為輸出信號(hào)VCC＝+12V表2-1電路輸入與輸出電壓的關(guān)系A(chǔ)BF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V返回1/11/202314用邏輯1表示高電平（此例為≥+3V）用邏輯0表示低電平（此例為≤0.7V）ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V（3）.邏輯賦值并規(guī)定高低電平（4）.真值表ABF000010100111表2-2二極管與門的真值表A、B全1，F(xiàn)才為1。可見實(shí)現(xiàn)了與邏輯1/11/202315（5）.邏輯符號(hào)（6）.工作波形(又一種表示邏輯功能的方法）（7）.邏輯表達(dá)式F＝AB圖2-5

二極管與門（a）電路（b）邏輯符號(hào)（c）工作波形1/11/2023162、二極管或門電路

（1）.電路（2）.工作原理電路輸入與輸出電壓的關(guān)系A(chǔ)BF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VA、B為輸入信號(hào)（+3V或0V）F為輸出信號(hào)返回1/11/202317（4）.真值表ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V可見實(shí)現(xiàn)了或邏輯（3）.邏輯賦值并規(guī)定高低電平用邏輯1表示高電平（此例為≥+2.3V）用邏輯0表示低電平（此例為≤0V）ABF000011101111A、B有1，F(xiàn)就1。表2-2二極管或門的真值表1/11/202318圖2-6二極管或門（a）電路（b）邏輯符號(hào)（c）工作波形（5）.邏輯符號(hào)（6）.工作波形（7）.邏輯表達(dá)式F＝A+B1/11/2023193、三極管非門（反相器）

圖2-7非門(a)電路（b）邏輯符號(hào)（1）.電路（2）工作原理A為輸入信號(hào)（+3.6V或0.3V）F為輸出信號(hào)AF0.3V+VCC3.6V0.3V返回1/11/202320（3）.邏輯賦值并規(guī)定高低電平用邏輯1表示高電平（此例為≥+3.6V）用邏輯0表示低電平（此例為≤0.3V）（4）.真值表AF0.3V+VCC3.6V0VAF0110表2-4三極管非門的真值表A與F相反可見實(shí)現(xiàn)了非邏輯Y=A1/11/202321實(shí)訓(xùn)小結(jié)1、二極管開關(guān)特性2、三極管開關(guān)特性3、二極管與門工作原理4、二極管或門工作原理5、三極管非門工作原理1/11/202322實(shí)訓(xùn)練習(xí)1