1所有集成門電路都是在分立元件門電路的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而得到的，因此在學(xué)習(xí)集成門電路之前有必要學(xué)習(xí)一下分立元件門電路的簡(jiǎn)單工作原理

1.二極管與門電路在用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算時(shí)，用輸入端的電位表示邏輯自變量，用輸出端的電位表示邏輯因變量（邏輯函數(shù)），并且作出一定的邏輯規(guī)定，如以+3V左右的輸入或輸出電位（高電平）表示邏輯1，以0V左右的輸入或輸出電位（低電平）表示邏輯0，2.1.3分立元件門電路2在這樣的規(guī)定下，圖2-1-12(a)就是由二極管組成的兩輸入端與門(ANDGate)電路。其中A，B為輸入端，Y為輸出端，在下面的分析中，設(shè)二極管采用硅管，其正向壓降為0.7V左右，在數(shù)字電路中常把“電位”稱為“電平”。按輸入信號(hào)的不同，下圖所示電路有如下四種不同的工作情況。

圖2-1-12二極管與門3

1.

uA=uB=0V。二極管VD1和VD2都導(dǎo)通，

uY=0V+0.7V=0.7V≈0V。2.uA=0V，uB=3V。

二極管VD1導(dǎo)通，

uY=0V+0.7V=0.7V≈0V。VD2截止。43.uA=3V，uB=0V。二極管VD2導(dǎo)通，uY=0V+0.7V=0.7V≈0V。VD1截止。

4.uA=uB=3V。二極管VD1和VD2都導(dǎo)通，uY=3V+0.7V=3.7V≈3V。

5輸出電位與輸入電位uA，uB的關(guān)系示于下面左表中，按正邏輯規(guī)定，即高電位代表邏輯1，低電位代表邏輯0，可得下面右表所示真值表，說明電路實(shí)現(xiàn)的是“與”邏輯關(guān)系，即與門電路。uA(V)uB(V)uY(V)000.7030.7

300.7

333.7A

BY000010100111如果在圖2-1-12中增加一個(gè)輸入端和一個(gè)二極管，就可變成三輸入端與門，按此辦法就可構(gòu)成更多輸入端的與門。

電路輸入、輸出電位關(guān)系電路真值表

62.二極管或門電路

圖2-1-13是由二極管組成的兩輸入端或門（ORGate）電路。

圖2-1-13二極管或門+7按上述同樣的分析方法，輸入、輸出電位關(guān)系有如下面左表所示四種，對(duì)應(yīng)的真值表如下面右表，實(shí)現(xiàn)或邏輯關(guān)系。uA(V)uB(V)uY(V)00-0.7032.3

302.3

332.3A

BY000011101111電路輸入、輸出電位關(guān)系電路真值表

83.非門電路

仔細(xì)分析圖2-1-7中的三極管開關(guān)電路就會(huì)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)輸入為高電平時(shí)輸出等于低電平，當(dāng)輸入為低電平時(shí)輸出等于高電平。因此輸入與輸出之間是反相關(guān)系，亦即非邏輯，可以把它當(dāng)作非門（亦稱反相器）使用。在實(shí)用的反相器電路中，為保證輸入低電平時(shí)三極管能可靠截止，通常將電路接成圖2-1-14(a)的形式。9圖2-1-14非門電路由于增加了電阻R2和負(fù)電源-VEE，當(dāng)輸入低電平信號(hào)為零時(shí)三極管的基極將為負(fù)電位，發(fā)射結(jié)為反向偏置，從而保證了三極管的可靠截止。

10圖2-1-15與非門電路如果將二極管與門和反相器聯(lián)接起來，就可以構(gòu)成2-1-15(a)所示的與非門。11其真值表如表2-1-5表2-1-5圖2-1-15電路真值表

A

BY00101110111012用同樣的方法，將二極管或門和反相器聯(lián)接起來，就可以構(gòu)成2-1-16(a)所示的或非門。圖2-1-16或非門電路13其真值表如表2-1-6表2-1-6圖2-1-16電路真值表

A

BY00101010011014復(fù)合邏輯符號(hào)151.體積大、工作不可靠。2.需要不同電源。3.各種門的輸入、輸出電平不匹配。分立元件門電路的缺點(diǎn)：16補(bǔ)充例2.1二極管門電路波形畫法二極管D1，D2組成的與門電路如下圖(a)所示，圖(b)所示為輸入A，B的波形。試畫出電路輸出端VO的波形。已知輸入A，B的高、低電平分別為3.0V和0V。圖例2.1二極管與門電路和輸入A，B波形17解：按邏輯與的含義，只有當(dāng)輸入量A，B同為高電平時(shí)，輸出才為高電平。A，B中只要有一個(gè)為低電平，輸出一定為低電平。若假設(shè)電路中二極管的導(dǎo)通壓降VD=0.7V，則輸出VO高電平值VOH=3.7V，輸出VO低電平值VOL=0.7V。圖例2.1(c)二極管與門電路和輸入A，B波形18例2.2二極管門電路電位測(cè)量二極管同上題圖(a)所示電路。已知二極管D1，D2導(dǎo)通壓降為0.7V，電阻R=5k。試回答：(1)當(dāng)A接3.0V，B接0.3V時(shí)，輸出VO為多少伏？(2)當(dāng)A和B都接3.0V時(shí)，輸出VO為多少伏？(3)當(dāng)A接3.0V，B懸空，用萬用表測(cè)B端電壓，則VB為多少伏？

(4)當(dāng)A接0.3V，B懸空，用萬用表測(cè)B端電壓，則VB為多少伏？

(5)當(dāng)A接5k

電阻，B端懸空，用萬用表測(cè)B端電壓，則VB為多少伏？19解：分析時(shí)，要判斷二極管在各種輸入情況下的狀態(tài)是導(dǎo)通還是截止。(1)當(dāng)A接3.0V，B接0.3V時(shí)，D2管導(dǎo)通，輸出VO被鉗位在0.3+0.7=1.0V，即VO=1.0V，此時(shí)D1管截止。(2)當(dāng)A和B都接3.0V時(shí)，D1、D2均導(dǎo)通，輸出VO被鉗位在3.0+0.7=3.7V，即VO=3.7V，(3)當(dāng)A接3.0V，B端懸空時(shí)，D1導(dǎo)通，VO=3.7V，用萬用表測(cè)B點(diǎn)電壓時(shí)，D2相當(dāng)于被接通，VO經(jīng)D2管應(yīng)減去0.7V，故VB=3.0V。20

(4)當(dāng)A接0.3V，B端懸空時(shí)，D1導(dǎo)通，VO被A端電位鉗在1.0V。當(dāng)用萬用表測(cè)B點(diǎn)電位時(shí)，D2相當(dāng)于導(dǎo)通，因此VB=0.3V。

(5)當(dāng)A接5k

電阻，B端懸空時(shí)，二極管D1為導(dǎo)通狀態(tài)，輸出VO應(yīng)為當(dāng)用萬用表測(cè)B點(diǎn)電壓時(shí)，D2導(dǎo)通，VB應(yīng)為21例2.3反相器原理分析三極管T構(gòu)成的反相器電路如圖所示。已知三極管T的VBE=0.7V，

=30，T飽和時(shí)的管壓降VCES

0V。試計(jì)算：(1)當(dāng)VI為何值時(shí)，圖例2.3反相器電路三極管T可進(jìn)入飽和狀態(tài)？(2)在VI=3.0V情況下，VO端灌入電流為多大時(shí)，T管將脫離飽和？(3)VO=VOH時(shí)，電路外拉電流的能力為多大？22解：(1)VI取值要滿足T管飽和，應(yīng)滿足IB

IBS由給定電路可知

可得代入已知參數(shù)解得VI

2.27V當(dāng)VI大于2.27V時(shí)，三極管T進(jìn)入飽和狀態(tài)。23(2)在VI=3.0V時(shí)，可求得三極管基極偏置電流在VO端有注入電流ILL時(shí)，流入三極管集電極總電流為隨ILL注入增大，三極管飽和深度下降，當(dāng)出現(xiàn)時(shí)，T管將脫離飽