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5.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)體:自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì),例如銀、銅、鋁和鐵等金屬。絕緣體:導(dǎo)電性很差的物質(zhì),幾乎不導(dǎo)電,如惰性氣體、橡膠、塑料等。半導(dǎo)體:導(dǎo)電能力處于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì),例如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。5.1.1本征半導(dǎo)體+4+4+4+4穩(wěn)定的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)
純凈晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。常用的半導(dǎo)體材料有硅和鍺,它們的原子結(jié)構(gòu)中最外層軌道上有四個(gè)價(jià)電子,是四價(jià)元素。
共價(jià)鍵中的某些價(jià)電子由于熱運(yùn)動(dòng)有可能獲得一定的能量,這些少量的電子就可能掙脫共價(jià)鍵的束縛而成為自由電子,這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā),同時(shí)在相應(yīng)的共價(jià)鍵中留下空位,稱為空穴。+4+4+4+4空穴自由電子
半導(dǎo)體中有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導(dǎo)電,帶負(fù)電的自由電子和帶正電的空穴。通常情況下,本征半導(dǎo)體的載流子的數(shù)目很少,導(dǎo)電能力很差。
摻雜后自由電子數(shù)目大量增加,自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式,稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價(jià)元素
Si
Si
Si
Sip+多余電子磷原子失去一個(gè)電子變?yōu)檎x子自由電子是多數(shù)載流子(簡(jiǎn)稱多子)空穴是少數(shù)載流子(簡(jiǎn)稱少子)1.N型半導(dǎo)體(Negative
負(fù))載流子數(shù)
電子數(shù)在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮?.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體2.P型半導(dǎo)體(Positive
正)
摻雜后空穴數(shù)目大量增加,空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式,稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。摻入三價(jià)元素
Si
Si
Si
Si空穴是多數(shù)載流子(簡(jiǎn)稱多子)自由電子是少數(shù)載流子(簡(jiǎn)稱少子)B–硼原子接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子空穴無(wú)論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的,對(duì)外不顯電性。載流子數(shù)
空穴數(shù)5.2PN結(jié)及其特性5.2.1PN結(jié)的形成P區(qū)的空穴必然向N區(qū)擴(kuò)散,并和N區(qū)的電子相遇而復(fù)合消失;N區(qū)的電子也必然向P區(qū)擴(kuò)散,并和P區(qū)的空穴相遇而復(fù)合消失。這種因濃度差異而引起的載流子的運(yùn)動(dòng)稱為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),形成了擴(kuò)散電流。載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)
多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的結(jié)果使得在交界面處,N區(qū)的一側(cè)出現(xiàn)了不能移動(dòng)的正離子,P區(qū)一側(cè)出現(xiàn)了不能移動(dòng)的負(fù)離子,這些不能移動(dòng)的正負(fù)離子組成空間電荷區(qū),這就是PN結(jié)。空間電荷區(qū)建立的同時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)由N區(qū)指向P區(qū)的電場(chǎng),稱之為內(nèi)電場(chǎng)。在內(nèi)電場(chǎng)的作用下,半導(dǎo)體中的載流子作定向運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng),相應(yīng)形成漂移電流。內(nèi)電場(chǎng)一方面阻止多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),另一方面加速少子的漂移運(yùn)動(dòng)。5.2.2PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)外加正向電壓時(shí)的導(dǎo)通狀態(tài)正偏:將電源的正極接P區(qū),負(fù)極接N區(qū)。正向偏置時(shí)外加電壓在阻擋層內(nèi)形成的電場(chǎng)與內(nèi)場(chǎng)方向相反,削弱了內(nèi)電場(chǎng),使空間電荷減少,阻擋層變窄有利于多子的擴(kuò)散作用,阻止少子的漂移運(yùn)動(dòng)。PN結(jié)對(duì)外電路呈現(xiàn)較小的正向電阻,稱為PN結(jié)的正向?qū)顟B(tài)。2.PN結(jié)外加反向電壓時(shí)的截止?fàn)顟B(tài)反偏:將電源的正極接N區(qū),負(fù)極接P區(qū)。反偏時(shí)外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同,增強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng),使阻擋層變寬。PN結(jié)反偏時(shí),呈高阻截止?fàn)顟B(tài)。5.3半導(dǎo)體二極管5.3.1二極管的基本結(jié)構(gòu)
半導(dǎo)體二極管簡(jiǎn)稱二極管,是由PN結(jié)加上引線和管殼構(gòu)成的。P區(qū)引出的電極稱為陽(yáng)極或正極,N區(qū)引出的電極稱為陰極或負(fù)極。常見(jiàn)的二極管外形圖5.3.2二極管的伏安特性(鍺管)OuD/ViD/mA正向特性Uon死區(qū)電壓iD
=0Uon=
0.5V
0.1V(硅管)U
Uth
:iD急劇上升0
U
Uon:UD(on)=(0.6
0.8)V硅管0.7V(0.2
0.4)V鍺管0.3V反向特性ISU(BR)反向擊穿導(dǎo)通壓降UD反向擊穿電壓電擊穿熱擊穿—PN結(jié)未損壞,斷電即恢復(fù)。—PN結(jié)燒毀。1.二極管的伏安特性曲線在室溫附近,溫度每升高,正向壓降減小約為2.5mV;,反向電流增大約為1倍。
溫度每升高2.溫度對(duì)二極管伏安特性曲線的影響5.3.3二極管的主要參數(shù)(1)最大整流電流(2)最大反向工作電壓(3)反向電流(4)最高工作頻率5.3.4二極管的等效模型1.理想化的等效模型把二極管看成一個(gè)理想開(kāi)關(guān),“正偏導(dǎo)通,反偏截止”。SS2.考慮二極管導(dǎo)通電壓時(shí)的等效模型把二極管看成是理想二極管和一個(gè)電壓源(其值等于二極管的導(dǎo)通電壓)的串聯(lián)。本書(shū)中正向?qū)▔航倒韫苋?.7V
;鍺管取0.3V
。二極管的工作狀態(tài)UPN>0導(dǎo)通UPN<0截止理想硅管UPN>0.7UPN<0.7鍺管UPN>0.3UPN<0.3兩種工作狀態(tài)下的特性:導(dǎo)通時(shí):UPN=0截止時(shí):UPN=
UPN=0.7UPN=
UPN=0.3UPN=
例5.3.1二極管電路如圖所示,設(shè)二極管為硅管,求電路中的電流和輸出電壓。解:假想二極管從電路中斷開(kāi),由二極管兩端的電壓二極管導(dǎo)通例5.3.2二極管電路如圖所示,兩個(gè)二極管都為硅管,判斷二極管是導(dǎo)通還是截止,并求輸出電壓。解:假設(shè)兩個(gè)二極管都從電路中斷開(kāi)二極管接入后,承受正向電壓比大,將優(yōu)先導(dǎo)通。導(dǎo)通后,承受反向電壓截止,故5.3.5穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管必須工作在反偏(正偏時(shí)當(dāng)成普通二極管),兩端的電壓值為穩(wěn)定電壓值例5.3.3兩只硅穩(wěn)壓二極管、的穩(wěn)定電壓值分別為8V和7.5V,求圖中四種連接方法下獲得的穩(wěn)定電壓。解:5.3.6其它特殊二極管
(a)發(fā)光二極管符號(hào)(b)光電二極管符號(hào)1.發(fā)光二極管釋放出光能的器件2.光電二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)5.4半導(dǎo)體三極管5.4.1三極管的類型及結(jié)構(gòu)NNP發(fā)射極E基極B集電極C發(fā)射結(jié)集電結(jié)—基區(qū)—發(fā)射區(qū)—集電區(qū)emitterbasecollectorNPN型PPNEBCPNP型ECBECB5.4.2三極管的工作原理發(fā)射結(jié)正偏,有利于發(fā)射區(qū)的多子—電子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),這樣發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流;在靠近發(fā)射結(jié)的地方電子濃度很大,往集電結(jié)方向濃度不斷衰減,由于電子濃度的差異,由發(fā)射區(qū)過(guò)來(lái)的電子將要穿過(guò)基區(qū)向集電結(jié)方向擴(kuò)散,在擴(kuò)散過(guò)程中少部分電子將和基區(qū)中的多子—空穴相遇并復(fù)合,形成基極電流;由于集電結(jié)反偏,擴(kuò)散到集電結(jié)附近的電子幾乎全部漂移過(guò)集電結(jié)到達(dá)集電區(qū)形成集電極電流。5.4.3三極管的特性曲線
輸入特性:發(fā)射結(jié)電壓UBE與基極電流IB的關(guān)系1.輸入特性iC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321(1)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)條件:
發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏I(xiàn)CEO特性:
水平、等間隔2.輸出特性iC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321(2)飽和區(qū)uCE
u
BEuCB=uCE
u
BE
0條件:兩個(gè)結(jié)正偏特性:IC
IB臨界飽和時(shí):
uCE
=uBE深度飽和時(shí):0.3V(硅管)UCE(SAT)=0.1V(鍺管)放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)ICEOiC
/mAuCE
/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321(3)截止區(qū)特性:IB
0
IC=ICEO
0條件:兩個(gè)結(jié)反偏截止區(qū)ICEO發(fā)射結(jié)集電結(jié)截止放大飽和反偏或零偏正偏正偏反偏反偏正偏或零偏1)三極管結(jié)偏置的判定方法結(jié)偏置工作狀態(tài)(以NPN管為例)2)三極管電位判定法VBEVBC截止放大飽和<Uon(0.7)>=0.7>=0.7<0.7<0.7>=0.7各電位電位工作狀態(tài)例:測(cè)量某硅三極管各電極對(duì)地電壓如下,試判斷三極管的工作狀態(tài)。放大區(qū)截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)3)三極管電流關(guān)系判定法IBICIE截止放大飽和0>0IB>IBS(臨界飽和基極電流)0
IB<IB0IB+IC=(1+)IE<(1+)IE各極電流電流關(guān)系工作狀態(tài)VCES:飽和壓降,對(duì)硅管而言,臨界飽和時(shí)為0.7,
深度飽和時(shí)
0例5.4.1設(shè)題圖中的三極管為NPN硅管,放大倍數(shù)為80,試判斷開(kāi)關(guān)S分別接通A、B、C三個(gè)位置時(shí)三極管的工作狀態(tài)及相應(yīng)的集電極電流的值。解:假設(shè)三極管處于臨界飽和狀態(tài),此時(shí)的集電極電流和基極電流S接通A時(shí):三極管工作在飽和區(qū)S接通B時(shí):三極管工作在放大區(qū)S接通C時(shí):發(fā)射結(jié)反偏,三極管工作在截止區(qū)工作在放大區(qū)時(shí):VC>VB>VENPN管
VC<VB<VEPNP管注:
多數(shù)NPN管由Si材料制成,PN結(jié)的導(dǎo)通壓降一般為0.6-0.7;
多數(shù)PNP管由Ge材料制成,PN結(jié)的導(dǎo)通壓降一般為0.2-0.3。3.不同類型三極管在放大工作狀態(tài)下的特點(diǎn)5.4.4三極管的主要參數(shù)(1)電流放大系數(shù)(2)集電極-基極反向飽和電流(3)集電極-發(fā)射極反向飽和電流(4)集電極最大允許功率損耗(5)集電極最大允許電流(6)極間反向擊穿電壓5.5場(chǎng)效應(yīng)管5.5.1結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)2.N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管是通過(guò)外加電壓改變耗盡層寬度,從而影響導(dǎo)電溝道的寬度來(lái)控制的大小,其實(shí)質(zhì)是控制PN結(jié)中的電場(chǎng)效應(yīng),因此稱為場(chǎng)效應(yīng)管或體內(nèi)場(chǎng)效應(yīng)器件。3.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的伏安特性轉(zhuǎn)移特性輸出特性5.5.2絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管1.N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線2.N溝道耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管耗盡型NMOS場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線6.1放大電路的組成和性能指標(biāo)6.1.1放大電路的基本概念
所謂放大就是利用三極管的電流控制(或者場(chǎng)效應(yīng)管的電壓控制)作用,讓一個(gè)微小的變化量去控制一個(gè)較大的變化量,在輸出端得到一個(gè)放大了很多倍的信號(hào),其實(shí)質(zhì)是能量的控制。輸出功率大于輸入功率,否則不能稱之為放大電路。放大后的信號(hào)和輸入信號(hào)應(yīng)該完全相似,或者說(shuō)放大必須是不失真地放大。6.1.2共發(fā)射極放大電路的組成基本共射電路發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏電容和是耦合電容,其作用是“通交流,隔直流”。6.1.3放大器的主要性能指標(biāo)1.放大倍數(shù)源電壓放大倍數(shù)2.輸入電阻3.輸出電阻負(fù)載開(kāi)路時(shí)的放大電路等效為戴維南等效電路,其內(nèi)阻就是輸出電阻。輸出電阻是表征放大器帶負(fù)載能力的參數(shù),輸出電阻越小,放大器帶負(fù)載能力越強(qiáng)。輸入電阻是衡量放大器對(duì)輸入電壓衰減程度的參數(shù),表征了放大器從信號(hào)源汲取電流大小的能力。6.2放大電路的基本分析方法6.2.1直流通路和交流通路直流通路的畫(huà)法:電容相當(dāng)于開(kāi)路;電感相當(dāng)于短路;信號(hào)源視為短路,但應(yīng)保留其內(nèi)阻?;竟采潆娐返闹绷魍方涣魍返漠?huà)法:電容相當(dāng)于短路;電感必須考慮感抗;由于理想電壓源的內(nèi)阻為零,所以理想電壓源置零時(shí)相當(dāng)于短路,理想電流源置零時(shí)相當(dāng)于開(kāi)路?;竟采潆娐返慕涣魍?.2.2放大電路的靜態(tài)分析當(dāng)輸入信號(hào)等于零時(shí),電路中只有直流電源的作用,此時(shí)電路中各處的電壓和電流都為直流量,這稱為直流工作狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),簡(jiǎn)稱靜態(tài)。用靜態(tài)工作點(diǎn)Q來(lái)表達(dá)(IBQ、ICQ、UCEQ)1.估算法確定靜態(tài)工作點(diǎn)直流通路(1)估算IBQ(UBE
0.7V)Rb+VCCRCIBUBERb稱為偏置電阻,IB稱為偏置電流。(2)估算UCEQ、ICQRb+VCCRCICUCEIC=
IB2.圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)
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。直流通路(ui=0)分析靜態(tài)。交流通路(ui
0)分析動(dòng)態(tài),只考慮變化的電壓和電流。直流負(fù)載線由估算法求出IB,IB對(duì)應(yīng)的輸出特性與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是工作點(diǎn)QVCCICUCEQIB靜態(tài)UCE靜態(tài)IC用圖解法求Q點(diǎn)的步驟: (1)在輸出特性曲線所在坐標(biāo)中,按直流負(fù)載線方程uCE=UCC-iCRc,作出直流負(fù)載線。
(2)由基極回路求出IBQ。
(3)找出iB=IBQ這一條輸出特性曲線,與直流負(fù)載線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)。讀出Q點(diǎn)坐標(biāo)的電流、電壓值即為所求。3.圖解法分析動(dòng)態(tài)性能共射電路的交流通路其中:輸出(t)iC(t)
和uCE(t)有如下關(guān)系:交流負(fù)載線的斜率為:交流負(fù)載線交流負(fù)載線經(jīng)過(guò)Q點(diǎn):
時(shí),由交流負(fù)載線方程,可得:ICUCEVCCQIB交流負(fù)載線直流負(fù)載線①斜率為-1/R'L。(R'L=RL∥Rc
)②經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)。注意:(1)交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
交流負(fù)載線的作法:(2)空載時(shí),交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。例6.2.1某三極管輸出特性和用該三極管組成的放大電路如圖所示,設(shè)三極管的和電容的容抗都可以忽略不計(jì)。(1)在輸出特性曲線上畫(huà)出該放大電路的直流負(fù)載線和交流負(fù)載線,標(biāo)明靜態(tài)工作點(diǎn)Q;確定靜態(tài)時(shí)的和的值;解:(1)根據(jù)直流通路,可得由輸出回路寫(xiě)出直流負(fù)載線方程直流負(fù)載線和的那條曲線的交點(diǎn)即靜態(tài)工作點(diǎn)Q。由圖可以讀出根據(jù)交流通路,由輸出回路寫(xiě)出交流負(fù)載線方程據(jù)此作出交流負(fù)載線通過(guò)Q點(diǎn)輸入和輸出電壓電流的波形放大電路中的失真截止失真Q點(diǎn)設(shè)置得比較低使三極管在部分時(shí)間進(jìn)入截止區(qū)而產(chǎn)生的。的正半周被削平頂放大電路中的失真飽和失真Q點(diǎn)設(shè)置得比較高使三極管在部分時(shí)間進(jìn)入飽和區(qū)而產(chǎn)生的。的負(fù)半周被削平頂最佳靜態(tài)工作點(diǎn)——交流負(fù)載線的中點(diǎn)例6.2.1某三極管輸出特性和用該三極管組成的放大電路如圖所示,設(shè)三極管的和電容的容抗都可以忽略不計(jì)。(2)當(dāng)逐漸增大正弦輸入電壓幅度時(shí),輸出電壓首先出現(xiàn)頂部失真還是底部失真?(3)為了獲得盡量大的不失真輸出電壓應(yīng)增大還是減小?解:(2)當(dāng)逐漸增大正弦輸入電壓幅度時(shí),由于Q點(diǎn)設(shè)置偏高,輸出電壓將首先出現(xiàn)底部失真(飽和失真)。(3)Q點(diǎn)降低接近于交流負(fù)載線的中點(diǎn),可以增大6.2.3放大電路的動(dòng)態(tài)分析1.三極管的交流小信號(hào)模型通常取(100-300)歐姆2.基本共射電路的微變等效電路分析電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻3.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射電路分析直流通路利用電阻和的分壓作用固定基極電位。微變等效電路例6.2.2圖所示放大電路中,各參數(shù)如下求:(1)靜態(tài)工作點(diǎn);(2)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻;(3)若信號(hào)源有的內(nèi)阻,源電壓放大倍數(shù)為多少。解:(1)直流通路如圖所示,求出靜態(tài)工作點(diǎn)(2)4.共集電極放大電路(射極跟隨器)的分析6.3多級(jí)放大電路
一般情況下,要求輸入級(jí)的輸入阻抗比較高,靜態(tài)工作點(diǎn)比較低,以便提供電路的靈敏度和減小直流噪聲。中間級(jí)可以采用多級(jí)共射放大器(但級(jí)數(shù)太多容易產(chǎn)生自激現(xiàn)象),并盡量提高電壓放大倍數(shù)。輸出級(jí)要求輸出比較大的功率,以便負(fù)載獲得足夠功率工作。
在實(shí)際電路中,單級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和其它性能指標(biāo)往往不能滿足要求,此時(shí),可以把單級(jí)放大電路連接成多級(jí)放大電路。6.3.1放大電路的級(jí)間耦合方式1.阻容耦合通過(guò)電容和后級(jí)的輸入電阻實(shí)現(xiàn)前后級(jí)的信號(hào)傳遞阻容耦合的特點(diǎn):(1)各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立,溫漂較小,阻容耦合多級(jí)放大電路的靜態(tài)分析與單級(jí)放大電路的靜態(tài)分析完全相同。(2)由于耦合電容的存在,阻容耦合多級(jí)放大電路不能放大直流信號(hào)和變化緩慢的信號(hào),也稱之為交流放大器。
(3)由于耦合電容難以集成,阻容耦合一般僅用于分立元件的放大電路中。2.直接耦合前級(jí)放大電路的輸出直接和后級(jí)放大電路的輸入端連接起來(lái)直接耦合的特點(diǎn):(1)各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響,存在溫漂現(xiàn)象,必須在電路上采取措施合理安排各級(jí)Q點(diǎn)。(2)可以放大直流信號(hào)和變化緩慢的信號(hào),也稱之為直流放大器。(3)由于沒(méi)有大電容或電感,因此在集成電路中廣泛采用直接耦合多級(jí)放大電路。6.3.2多級(jí)放大電路的分析總的電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積1.電壓放大倍數(shù)2.輸入電阻多級(jí)放大器的第一級(jí)的輸入電阻就是整個(gè)放大器的輸入電阻3.輸出電阻多級(jí)放大器的最后一級(jí)的輸出電阻就是整個(gè)放大器的輸出電阻例6.3.1多級(jí)放大電路如圖所示,設(shè)三極管,電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。(1)估算靜態(tài)工作點(diǎn)(2)畫(huà)出微變等效電路圖,并求出輸入電阻,輸出電阻和電壓放大倍數(shù)解:(1)由于采用阻容耦合形式,各級(jí)Q點(diǎn)相互獨(dú)立,則可以單獨(dú)求每一級(jí)的Q點(diǎn)(2)畫(huà)出微變等效電路如圖所示7.1集成運(yùn)放電路應(yīng)用基礎(chǔ)7.1.1理想集成運(yùn)放模型與理想特性集成運(yùn)放的等效電路符號(hào)集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)7.1.2理想運(yùn)放的主要性能“虛短”“虛斷”
u-
u+
uo-++
i-i+當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性放大區(qū)時(shí),理想運(yùn)放的分析依據(jù)“虛短”和“虛斷”是兩個(gè)近似的結(jié)論,理想運(yùn)放的線性區(qū)趨近于0,所以運(yùn)放要工作在線性區(qū),必須引入深度負(fù)反饋。7.2放大電路中的負(fù)反饋技術(shù)7.2.1反饋的基本概念及反饋類型的判斷
反饋包括本級(jí)(或局部)反饋和級(jí)間反饋,本級(jí)反饋是只局限于本級(jí)電路的反饋,級(jí)間反饋跨越于多級(jí)(至少兩級(jí))電路的輸入和輸出之間。當(dāng)整個(gè)電路同時(shí)存在本級(jí)反饋和級(jí)間反饋時(shí),由于級(jí)間反饋比本級(jí)反饋效果更強(qiáng)烈,在分析時(shí)一般只考慮級(jí)間反饋。1.正反饋與負(fù)反饋負(fù)反饋——輸入量不變時(shí),引入反饋后使凈輸入量減小,放大倍數(shù)減小。正反饋——輸入量不變時(shí),引入反饋后使凈輸入量增加,放大倍數(shù)增加。正負(fù)反饋判別方法:瞬時(shí)極性法采用瞬時(shí)極性法,看反饋是增強(qiáng)還是削弱凈輸入信號(hào)變化趨勢(shì)。設(shè)輸入端瞬時(shí)極性為正,根據(jù)輸出端瞬時(shí)極性與同相輸入端相同、與反向輸入端相反的原則,標(biāo)出相關(guān)各點(diǎn)的瞬時(shí)極性。+++
–
++-++
–
例7.2.1
判斷圖中的反饋。電阻和是本級(jí)負(fù)反饋,電阻是級(jí)間負(fù)反饋。++-(+)(-)(-)2.電壓反饋和電流反饋電壓反饋
—
反饋信號(hào)取自輸出電壓的部分或全部。判別法:使uo=0(RL短路),若反饋消失則為電壓反饋。電流反饋
—
反饋信號(hào)取自輸出電流。判別法:使io=0(RL開(kāi)路),若反饋消失則為電流反饋?;蛄顄o=0,反饋仍然存在。電壓反饋電流反饋3.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋:反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓相加減的形式在輸入端出現(xiàn)。并聯(lián)反饋:反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流相加減的形式在輸入端出現(xiàn)。簡(jiǎn)易判法:
若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相端或反相端為并聯(lián)反饋。
若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)一個(gè)加在同相端一個(gè)加在反相端則為串聯(lián)反饋。例7.2.2
判斷圖中的反饋類型。解:
圖(a)中,用“瞬時(shí)極性”法分析,(a)+-(-)是負(fù)反饋;如果把負(fù)載開(kāi)路,此時(shí)反饋消失,則可以判斷該反饋為電流反饋;反饋信號(hào)同時(shí)加到運(yùn)放的反相端,所以該反饋是并聯(lián)反饋。電流并聯(lián)負(fù)反饋例7.2.2
判斷圖中的反饋類型。解:
圖(b)中,用“瞬時(shí)極性”法分析,(b)+-(-)是負(fù)反饋;如果把負(fù)載短路,此時(shí)反饋消失,則可以判斷該反饋為電流反饋;反饋信號(hào)同時(shí)加到運(yùn)放的反相端,所以該反饋是并聯(lián)反饋。電壓并聯(lián)負(fù)反饋例7.2.2
判斷圖中的反饋類型。解:
圖(c)中,用“瞬時(shí)極性”法分析,(c)++(+)是負(fù)反饋;如果把負(fù)載開(kāi)路,此時(shí)反饋消失,則可以判斷該反饋為電流反饋;反饋信號(hào)分別加到運(yùn)放的同相端和反相端,所以該反饋是串聯(lián)反饋。電流串聯(lián)負(fù)反饋7.2.2負(fù)反饋放大電路的分析1.負(fù)反饋放大電路的框圖開(kāi)環(huán)增益閉環(huán)增益反饋系數(shù)2.負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷幧疃蓉?fù)反饋“反饋深度”3.負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響(1)提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性深度負(fù)反饋
放大器的閉環(huán)增益只取決于反饋系數(shù),幾乎與基本放大器無(wú)關(guān)。例7.2.3已知某負(fù)反饋放大器的開(kāi)環(huán)增益A=100,反饋系數(shù)F=0.09,當(dāng)A產(chǎn)生的相對(duì)變化時(shí),閉環(huán)增益的相對(duì)變化等于多少?解:由此可見(jiàn),引入負(fù)反饋后,即便在反饋系數(shù)比較小的情況下也可以使得放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高到比較滿意的程度。引入負(fù)反饋后,放大倍數(shù)下降為無(wú)反饋時(shí)的倍,但放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高了倍。(3)減小非線性失真(a)
開(kāi)環(huán)時(shí)輸出信號(hào)失真
(b)
閉環(huán)時(shí)輸出信號(hào)失真減小在開(kāi)環(huán)情況下輸出信號(hào)的正半周比負(fù)半周的幅度大,出現(xiàn)了失真。由于負(fù)反饋的引入,反饋回來(lái)的信號(hào)也是正半周比負(fù)半周的幅度大,經(jīng)過(guò)比較環(huán)節(jié),凈輸入量出現(xiàn)正半周比負(fù)半周的幅度小的情況,經(jīng)過(guò)放大器放大后輸出信號(hào)的失真現(xiàn)象得到一定程度的校正。(2)展寬通頻帶(4)改變輸入電阻和輸出電阻串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小。電流負(fù)反饋使輸出電阻增大7.3運(yùn)算放大電路理想運(yùn)放引入深度負(fù)反饋,使運(yùn)放工作于線性狀態(tài)。
u-
u+
uo-++
理想運(yùn)算放大器特性關(guān)于反相輸入端—的節(jié)點(diǎn)電壓方程反相比例運(yùn)算電路7.3.1比例運(yùn)算電路跟隨器當(dāng)R1=
,Rf=0時(shí),關(guān)于反相輸入端—的節(jié)點(diǎn)電壓方程同相比例運(yùn)算電路例7.3.1試用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)比例運(yùn)算,畫(huà)出電路圖,并標(biāo)出電阻元件的值。解:
在典型的同相比例電路中,,無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此,可選用兩級(jí)反相電路串聯(lián),如圖所示。7.3.2加減運(yùn)算電路1.加法運(yùn)算電路若Rf=R1=R2
則uO=
(ui1+ui2)例7.3.2
試寫(xiě)出圖所示電路輸出電壓的表達(dá)式。解:由反相加法運(yùn)算電路的特點(diǎn),代入題目所給電阻值,得2.減法運(yùn)算電路1.利用疊加定理有多個(gè)輸入端的運(yùn)放電路分析反相比例運(yùn)算電路同相加法運(yùn)算2.直接用節(jié)點(diǎn)法7.3.3積分運(yùn)算和微分運(yùn)算電路1.積分運(yùn)算電路輸入一直流電壓例7.3.3求和積分電路如圖(a)所示。(1)求的表達(dá)式。(2)設(shè)兩個(gè)輸入信號(hào)皆為階躍信號(hào),如圖(b)所示,畫(huà)出的波形。(a)求和積分電路
(b)兩個(gè)輸入階躍信號(hào)解:(1)虛斷:(2)當(dāng)0≤t<0.5s時(shí),當(dāng)t≥0.5s時(shí),由的連續(xù)性,可知例7.3.4
求圖所示電路輸出電壓的表達(dá)式。解:第一級(jí)運(yùn)放為反相加法運(yùn)算電路第二級(jí)運(yùn)放為求和積分運(yùn)算電路2.微分運(yùn)算電路第八章門(mén)電路與組合邏輯電路本章教學(xué)內(nèi)容概述數(shù)制與碼制邏輯代數(shù)基礎(chǔ)邏輯門(mén)組合電路的分析與設(shè)計(jì)常用中規(guī)模集成組合電路及應(yīng)用概述模擬量和數(shù)字量例如:熱電偶工作時(shí)輸出的電壓或電流信號(hào),因?yàn)楸粶y(cè)的溫度不可能發(fā)生突跳,所以測(cè)得的電壓或電流無(wú)論在時(shí)間上還是在數(shù)量上都是連續(xù)的。這個(gè)信號(hào)在連續(xù)變化過(guò)程中的任何一個(gè)取值都有具體的物理意義,即表示一個(gè)相應(yīng)的溫度。模擬量:它們的變化在時(shí)間上和數(shù)值上都是連續(xù)的。模擬信號(hào):表示模擬量的信號(hào)。模擬電路:工作在模擬信號(hào)下的電子電路。概述模擬量和數(shù)字量例如:統(tǒng)計(jì)通過(guò)某一個(gè)橋梁的汽車數(shù)量,得到的就是一個(gè)數(shù)字量,最小數(shù)量單位的“1”代表“一輛”汽車,小于1的數(shù)值已經(jīng)沒(méi)有任何物理意義。數(shù)字量:它們的變化在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的。它們數(shù)值的大小和每次變化的增減變化都是某一個(gè)最小數(shù)量單位的整數(shù)倍,而小于這個(gè)最小數(shù)量單位的數(shù)值沒(méi)有任何物理意義。數(shù)字信號(hào):表示數(shù)字量的信號(hào)。數(shù)字電路:工作在數(shù)字信號(hào)下的電子電路。概述數(shù)碼數(shù)字信號(hào)通常都是以數(shù)碼形式給出(0、1、..、9)不同的數(shù)碼可以用來(lái)表示數(shù)量的不同大小算術(shù)運(yùn)算:當(dāng)兩個(gè)數(shù)碼分別表示兩個(gè)數(shù)量大小時(shí),它們可以進(jìn)行數(shù)量間的加、減、乘、除等運(yùn)算。數(shù)碼也可以區(qū)分不同事物或事物的不同狀態(tài)(例如:運(yùn)動(dòng)員的編號(hào)、學(xué)生的學(xué)號(hào)、燈的亮滅等),此時(shí)數(shù)碼也稱為代碼邏輯運(yùn)算:事物之間通過(guò)與、或、非進(jìn)行的狀態(tài)邏輯推演概述數(shù)制與碼制數(shù)制:把多位數(shù)碼中每一位的構(gòu)成方法以及從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則稱為數(shù)制在數(shù)字電路中經(jīng)常使用的計(jì)數(shù)進(jìn)制有二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制及八進(jìn)制。碼制:在編制代碼時(shí)要遵循一定的規(guī)則,這些規(guī)則就稱為碼制8.1數(shù)制與碼制進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)碼和字符的代碼表示8.1.1進(jìn)制計(jì)數(shù)制1十進(jìn)制數(shù)的表示在十進(jìn)制數(shù)中,每一位有0~9十個(gè)數(shù)碼,計(jì)數(shù)的基數(shù)是10。超過(guò)9的數(shù)必須用多位數(shù)表示,其中低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是“逢十進(jìn)一”。
任意十進(jìn)制數(shù)的展開(kāi)式ai為第i位的系數(shù),取0~9這10個(gè)數(shù)碼中的任意一個(gè);n為整數(shù)部分的位數(shù);m為小數(shù)部分的位數(shù);10i為第i位的權(quán)。8.1.1進(jìn)制計(jì)數(shù)制1十進(jìn)制數(shù)的表示
推廣到任意r進(jìn)制數(shù)的展開(kāi)式ai為第i位的系數(shù),取0~(r-1)這r個(gè)數(shù)碼中的任意一個(gè);n為整數(shù)部分的位數(shù);m為小數(shù)部分的位數(shù);ri為第i位的權(quán)。8.1.1進(jìn)制計(jì)數(shù)制2二進(jìn)制數(shù)的表示二進(jìn)制在數(shù)字電路中應(yīng)用最為廣泛,每一位的取值只可能是0或1,計(jì)數(shù)的基數(shù)是2。低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是“逢二進(jìn)一”。
任意二進(jìn)制數(shù)的展開(kāi)式ai為第i位的系數(shù),取0或1;n為整數(shù)部分的位數(shù);m為小數(shù)部分的位數(shù);2i為第i位的權(quán)。8.1.1進(jìn)制計(jì)數(shù)制3八進(jìn)制的表示八進(jìn)制(十六進(jìn)制)通常是二進(jìn)制的輔助讀寫(xiě)記錄方法,八進(jìn)制每一位的取值范圍0~7,計(jì)數(shù)的基數(shù)是8,進(jìn)位關(guān)系是“逢八進(jìn)一”。
任意八進(jìn)制數(shù)的展開(kāi)式ai為第i位的系數(shù),取0~7;n為整數(shù)部分的位數(shù);m為小數(shù)部分的位數(shù);8i為第i位的權(quán)。8.1.1進(jìn)制計(jì)數(shù)制4十六進(jìn)制數(shù)的表示十六進(jìn)制每一位的可取16個(gè)不同數(shù)碼,分別用0~9、A、B、C、D、E、F表示,計(jì)數(shù)的基數(shù)是16,進(jìn)位關(guān)系是“逢十六進(jìn)一”。
任意十六進(jìn)制數(shù)的展開(kāi)式ai為第i位的系數(shù);n為整數(shù)部分的位數(shù);m為小數(shù)部分的位數(shù);16i為第i位的權(quán)。不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制的各種數(shù)碼十進(jìn)制數(shù)(r=10)二進(jìn)制數(shù)(r=2)八進(jìn)制數(shù)(r=8)十六進(jìn)制數(shù)(r=16)00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F8.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換1二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二-十轉(zhuǎn)換將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)按十進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則求和即可8.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換1二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換十-二轉(zhuǎn)換(整數(shù)和小數(shù)部分分別處理)整數(shù)部分:除2取余法672余數(shù)=1=a0332余數(shù)=1=a1162余數(shù)=0=a282余數(shù)=0=a342余數(shù)=0=a422余數(shù)=0=a512余數(shù)=1=a60所以例:將十進(jìn)制數(shù)67轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。8.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換1二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換十-二轉(zhuǎn)換(整數(shù)和小數(shù)部分分別處理)小數(shù)部分:乘2取整法0.625×21.250整數(shù)部分=1=a-10.250×20.500整數(shù)部分=0=a-20.500×21.000整數(shù)部分=1=a-3所以例:將十進(jìn)制數(shù)0.625轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。8.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換1二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換十-二轉(zhuǎn)換(整數(shù)和小數(shù)部分分別處理)小數(shù)部分:乘2取整法注意:十進(jìn)制小數(shù)到二進(jìn)制小數(shù)的轉(zhuǎn)換存在不能完全轉(zhuǎn)換的情況,此時(shí)要指明轉(zhuǎn)換的精度
(0.63)10=(?)28.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換2八進(jìn)制、十六進(jìn)制與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制與二進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)的基數(shù)為16(16=24),因此每1位十六進(jìn)制數(shù)是與4位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)時(shí),以小數(shù)點(diǎn)為分隔點(diǎn),整數(shù)部分從低位到高位將每4位二進(jìn)制數(shù)分為一組并代之以等值的十六進(jìn)制數(shù),小數(shù)部分同時(shí)從高位到低位將的每4位數(shù)分為一組并代之以等值的十六進(jìn)制數(shù),即可得到對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)例:將二進(jìn)制數(shù)010100011011.10110010轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。
(51B.B2)16最高和最低位不足4位時(shí),用“0”補(bǔ)齊8.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換2八進(jìn)制、十六進(jìn)制與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制與二進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí),十六進(jìn)制數(shù)的每1位用4位二進(jìn)制數(shù)替代即可(8FC.6A)16例:將十六進(jìn)制數(shù)8FC.6A轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù).8.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換2八進(jìn)制、十六進(jìn)制與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換八進(jìn)制與二進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換八進(jìn)制數(shù)的基數(shù)為8(8=23),因此每1位八進(jìn)制數(shù)是與3位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)時(shí),以小數(shù)點(diǎn)為分隔點(diǎn),整數(shù)部分從低位到高位將每3位二進(jìn)制數(shù)分為一組并代之以等值的八進(jìn)制數(shù),小數(shù)部分同時(shí)從高位到低位將的每3位數(shù)分為一組并代之以等值的八進(jìn)制數(shù),即可得到對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)例:將二進(jìn)制數(shù)010110.101010轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)(26.52)8最高和最低位不足3位時(shí),用“0”補(bǔ)齊8.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換2八進(jìn)制、十六進(jìn)制與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換八進(jìn)制與二進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí),八進(jìn)制數(shù)的每1位用3位二進(jìn)制數(shù)替代即可例:將八進(jìn)制數(shù)(52.43)8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)(52.43)8八進(jìn)制、十六進(jìn)制與十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換?8.1.2數(shù)制轉(zhuǎn)換課堂練習(xí)1(10111.11)B=(23.75)D=(27.6)O=(17.C)H
課堂練習(xí)2(29.333)D=(11101.01010)B=(35.24)O=(1D.50)H
8.1.3數(shù)碼和字符的代碼表示1十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼為了用二進(jìn)制代碼表示十進(jìn)制數(shù)的0~9這十個(gè)數(shù),二進(jìn)制代碼至少應(yīng)當(dāng)有4位。4位二進(jìn)制代碼一共有十六個(gè)(0000~1111)不同組合,取其中哪十個(gè)以及如何與0~9相對(duì)應(yīng),有許多種方案。常見(jiàn)的編碼方式有:8421碼、余3碼、2421碼及余3循環(huán)碼等。8421碼BCD代碼余3碼2421碼余3循環(huán)碼01234567890000000100100011010001010110011110001001001101000101011001111000100110101011110000000001001000110100101111001101111011110010011001110101010011001101111111101010權(quán)84212421編碼種類十進(jìn)制數(shù)8.1.3數(shù)碼和字符的代碼表示1十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼8421碼又稱為BCD(BinaryCodedDecimal)碼,是十進(jìn)制代碼中最常用的一種。每一位的1代表的十進(jìn)制數(shù)稱為這一位的權(quán)。8421碼中每一位的權(quán)是固定不變的,它屬于恒權(quán)代碼。如果將兩個(gè)余3碼相加,所得的和將比十進(jìn)制數(shù)和所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)多6。0和9、1和8、2和7、3和6、4和5的余3碼互為反碼,這對(duì)于求補(bǔ)碼是很方便的。余3碼不是恒權(quán)代碼。8.1.3數(shù)碼和字符的代碼表示1十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼2421碼是一種恒權(quán)代碼,它的0和9、1和8、2和7、3和6、4和5也互為反碼。余3循環(huán)碼是一種變權(quán)碼,每一位的1在不同代碼中并不代表固定的數(shù)值。它的主要特點(diǎn)是相鄰的兩個(gè)代碼之間僅有一位的狀態(tài)不同。8.1.3數(shù)碼和字符的代碼表示2可靠性編碼為了使代碼在形成和傳送中不易出錯(cuò),或者出現(xiàn)了誤碼時(shí)便于發(fā)現(xiàn),甚至能查出錯(cuò)誤的位置,因此產(chǎn)生了可靠性編碼。編碼順序二進(jìn)制代碼格雷碼012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000格雷碼每一位的狀態(tài)變化都按照一定的順序循環(huán)。格雷碼的最大優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)它按照左表的編碼順序依次變化時(shí),相鄰兩個(gè)代碼之間只有一位發(fā)生變化。這樣在代碼轉(zhuǎn)換的過(guò)程中就不會(huì)產(chǎn)生過(guò)渡“噪聲”。十進(jìn)制數(shù)碼信息碼奇校驗(yàn)碼偶校驗(yàn)碼012345678900000001001000110100010101100111100010011000000001000101001100100101011011000111010001100100000100011001000011101000010100110101111100001001奇偶校驗(yàn)碼是一種能檢驗(yàn)出二進(jìn)制信息在傳送過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的代碼代碼由兩部分組成:一部分是奇偶校驗(yàn)位,它使整個(gè)代碼中1的個(gè)數(shù)按預(yù)先的規(guī)定成為奇數(shù)或偶數(shù),另一部分是信息位當(dāng)信息位和校驗(yàn)位中1的總個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí),稱為奇校驗(yàn),而1的總個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí),稱為偶校驗(yàn)8.1.3數(shù)碼和字符的代碼表示3字符代碼國(guó)際上采用的ASCII碼
(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼)是一種常用的字符代碼,一組7位二進(jìn)制代碼(b7、b6、b5、b4、b3、b2、b1),共128個(gè)字符,使用時(shí)可加第8位作奇偶校驗(yàn)位。表示0~9的十個(gè)代碼,表示大、小寫(xiě)英文字母的52個(gè)代碼,32個(gè)表示各種符號(hào)的代碼以及34個(gè)控制碼b4b3b2b1b7b6b5
0000010100111001011101110000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSIDELDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUSSP!“#$%&‘()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCD
EFGHIJKLMNOPQRS
TU
V
WXYZ[\]^_\paqbrcsdteufvgwhxiyjzk{l|m}n~oDEL美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼(ASCII碼)8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)概述邏輯變量與邏輯函數(shù)基本邏輯運(yùn)算邏輯代數(shù)的定律及規(guī)則邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)概述二值邏輯不同的數(shù)碼不僅可以表示數(shù)量的不同大小,而且還能用來(lái)表示不同的事物或事物不同的狀態(tài)。在數(shù)字邏輯電路中,用1位二進(jìn)制數(shù)碼的0和1表示一個(gè)事物的兩種不同邏輯狀態(tài)。例如:可以用1和0分別表示一件事情的是和非、真和假、有和無(wú)、好和壞,或者表示電路的通和斷、電燈的亮和暗、門(mén)的開(kāi)和關(guān)等。這種只有兩種對(duì)立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系稱為二值邏輯。概述邏輯運(yùn)算所謂“邏輯”,在這里是指事物間的因果關(guān)系。當(dāng)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼表示不同的邏輯狀態(tài)時(shí),它們之間可以按照指定的某種因果關(guān)系進(jìn)行推理運(yùn)算。這種運(yùn)算稱為邏輯運(yùn)算。
概述邏輯代數(shù)(布爾代數(shù))1849年英國(guó)數(shù)學(xué)家喬治·布爾(GeorgeBoole)首先提出了進(jìn)行邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)方法——布爾代數(shù)。由于布爾代數(shù)被廣泛用于開(kāi)關(guān)電路和數(shù)字邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)中,所以也將布爾代數(shù)稱為開(kāi)關(guān)代數(shù)或邏輯代數(shù)。邏輯代數(shù)中也用字母表示變量,這種變量稱為邏輯變量。注意:邏輯運(yùn)算表示的是邏輯變量以及常量之間邏輯狀態(tài)的推理運(yùn)算,而不是數(shù)量之間的運(yùn)算。8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.1邏輯變量與邏輯函數(shù)邏輯變量邏輯代數(shù)中的變量可用英文字母A,B,C,…等來(lái)表示,稱為邏輯變量。邏輯變量的取值只有兩種可能:0或1,而且沒(méi)有中間值;0和1并不表示數(shù)量的大小,而是表示兩種對(duì)立的狀態(tài)。8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.1邏輯變量與邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)可表示為Y=f(A,B,C,…),表達(dá)式由邏輯(輸入)變量和邏輯運(yùn)算符等組成。邏輯運(yùn)算符是邏輯運(yùn)算關(guān)系中特定的符號(hào),邏輯代數(shù)中最基本的邏輯運(yùn)算有與、或、非三種。邏輯輸出變量與邏輯輸入變量之間的函數(shù)關(guān)系可用邏輯符號(hào)寫(xiě)成邏輯表達(dá)式形式,亦可以用文字來(lái)描述,還可以用表格或圖形的方式來(lái)描述。
8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算與邏輯只有決定事物結(jié)果的全部條件同時(shí)具備時(shí),結(jié)果才發(fā)生。這種因果關(guān)系叫與邏輯,或叫邏輯相乘。YABE條件:開(kāi)關(guān)閉合結(jié)果:燈亮
ABY斷開(kāi)斷開(kāi)不亮斷開(kāi)閉合不亮閉合斷開(kāi)不亮閉合閉合亮與邏輯狀態(tài)表8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算與邏輯1表示開(kāi)關(guān)閉合,燈亮。0表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi),燈不亮。
ABY斷開(kāi)斷開(kāi)不亮斷開(kāi)閉合不亮閉合斷開(kāi)不亮閉合閉合亮與邏輯狀態(tài)表
ABY
000010100111與邏輯真值表與邏輯表達(dá)式:Y=A·B8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算與邏輯與邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)律:0·0=00·1=1·0=01·1=1“有0出0,全1出1”變量與常量之間的與邏輯運(yùn)算規(guī)律:A·0=0A·1=A
A·A=A
8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算或邏輯決定事物結(jié)果的諸條件中只要有任何一個(gè)條件滿足,結(jié)果就會(huì)發(fā)生,這種邏輯關(guān)系叫或邏輯,也叫邏輯相加。條件:開(kāi)關(guān)閉合結(jié)果:燈亮
ABY斷開(kāi)斷開(kāi)不亮斷開(kāi)閉合亮閉合斷開(kāi)亮閉合閉合亮或邏輯狀態(tài)表BYAE8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算或邏輯1表示開(kāi)關(guān)閉合,燈亮。0表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi),燈不亮。
ABY斷開(kāi)斷開(kāi)不亮斷開(kāi)閉合亮閉合斷開(kāi)亮閉合閉合亮或邏輯狀態(tài)表
ABY
000011101111或邏輯真值表或邏輯表達(dá)式:Y=A+B8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算或邏輯或邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)律:0+0=00+1=1+0=11+1=1“有1出1,全0出0”變量與常量之間的或邏輯運(yùn)算規(guī)律:A+0=A
A+1=1A+A=A
8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算非邏輯只要條件具備了,結(jié)果就不會(huì)發(fā)生;而條件不具備時(shí),結(jié)果一定發(fā)生,這種邏輯關(guān)系叫非邏輯,也叫邏輯求反。條件:開(kāi)關(guān)閉合結(jié)果:燈亮
A
Y
斷開(kāi)燈亮閉合不亮非邏輯功能表8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算非邏輯1表示開(kāi)關(guān)閉合,燈亮。0表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi),燈不亮。
A
Y
斷開(kāi)燈亮閉合不亮非邏輯功能表
A
Y
0110
非邏輯真值表非邏輯表達(dá)式:Y=A8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算非邏輯非邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)律:“有0出1,有1出0”變量的非邏輯運(yùn)算規(guī)律:8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算與、或、非邏輯運(yùn)算符的圖形符號(hào)8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算復(fù)合邏輯運(yùn)算復(fù)合邏輯運(yùn)算是指由基本邏輯運(yùn)算與、或、非構(gòu)成的復(fù)雜的邏輯運(yùn)算關(guān)系。常見(jiàn)的復(fù)合邏輯運(yùn)算有與非、或非、與或非、異或及同或。8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算復(fù)合邏輯運(yùn)算——與非邏輯
ABY
001011101110與非邏輯真值表與非邏輯表達(dá)式:8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算復(fù)合邏輯運(yùn)算——或非邏輯
ABY
001010100110或非邏輯真值表與非邏輯表達(dá)式:8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算復(fù)合邏輯運(yùn)算——與或非邏輯與或非邏輯表達(dá)式:8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算異或邏輯異或邏輯表達(dá)式:兩輸入變量A、B不同時(shí),輸出Y為1;而A、B相同時(shí),輸出Y為0。
ABY
000011101110異或邏輯真值表8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算異或邏輯異或邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)律:“相同為0,相異為1”變量與常量之間的異或邏輯運(yùn)算規(guī)律:8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算同或邏輯同或邏輯表達(dá)式:兩輸入變量A、B不同時(shí),輸出Y為0;而A、B相同時(shí),輸出Y為1。同或也稱作異或非。
ABY
001010100111同或邏輯真值表Y=A⊙B8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算同或邏輯同或邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)律:“相同為1,相異為0”變量與常量之間的同或邏輯運(yùn)算規(guī)律:0⊙0=10⊙1=1⊙0=01⊙1=1A⊙0=AA⊙1=AA⊙A=1A⊙A=08.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.2基本邏輯運(yùn)算常用復(fù)合邏輯運(yùn)算符的圖形符號(hào)8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則1邏輯代數(shù)的基本定律重疊律8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則1邏輯代數(shù)的基本定律交換律8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則1邏輯代數(shù)的基本定律結(jié)合律8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則1邏輯代數(shù)的基本定律分配律8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則1邏輯代數(shù)的基本定律吸收律8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則1邏輯代數(shù)的基本定律反演律(摩根定律)8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則1邏輯代數(shù)的基本定律調(diào)換律8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則1邏輯代數(shù)的基本定律上述公式反映了邏輯代數(shù)的基本規(guī)律,其正確性可以通過(guò)真值表加以驗(yàn)證。8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則2邏輯代數(shù)的三個(gè)規(guī)則代入規(guī)則在任何一個(gè)包含變量A
的邏輯等式中,若以另外一個(gè)邏輯式代入式中所有A
的位置,則等式仍然成立。例如:用邏輯式CD代入公式AB+A=A中所有A的位置,則等式CDB+CD=CD仍然成立。注意:等式中所有被替代變量的地方都應(yīng)該代以同一邏輯函數(shù)代入過(guò)程不應(yīng)改變?cè)鹊倪\(yùn)算順序8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則2邏輯代數(shù)的三個(gè)規(guī)則反演規(guī)則對(duì)任一邏輯式Y(jié),若將其中所有的與換成或,或換成與,0
換成1
,1
換成0,原變量換成反變量,反變量換成原變量,則得到的結(jié)果就是Y
的非(反)。注意:變換時(shí)應(yīng)保持原函數(shù)運(yùn)算順序不變。遵循“先括號(hào),再邏輯乘、邏輯加”的運(yùn)算優(yōu)先順序。不屬于單個(gè)變量上的非號(hào)應(yīng)保留不變。8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則2邏輯代數(shù)的三個(gè)規(guī)則反演規(guī)則例:8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則2邏輯代數(shù)的三個(gè)規(guī)則對(duì)偶規(guī)則對(duì)偶式:對(duì)于任何一個(gè)邏輯式Y(jié),若將其中的“·”換成“+”,“+”換成“·”,0
換成1,1
換成0,則得到一個(gè)新的邏輯式Y(jié)’,則Y’叫做Y
的對(duì)偶式。若兩邏輯式相等,則它們的對(duì)偶式也相等。注意:對(duì)偶式不同于反演式求對(duì)偶式時(shí),不存在原變量與反變量的置換求解對(duì)偶式不能改變?cè)仁降倪\(yùn)算順序8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則2邏輯代數(shù)的三個(gè)規(guī)則對(duì)偶規(guī)則例:8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則3邏輯代數(shù)的常用公式8.2.3邏輯函數(shù)的定律及規(guī)則3邏輯代數(shù)的常用公式公式1-14與公式1’-14’是互為對(duì)偶式
課堂練習(xí)證明左邊右邊∴課堂練習(xí)求反演與對(duì)偶式8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.4邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)式與真值表都是描述輸出邏輯變量與輸入邏輯變量之間邏輯關(guān)系的方式。此外,還有邏輯圖和卡諾圖。接下來(lái)要討論:由邏輯函數(shù)式得到真值表由真值表得到邏輯函數(shù)式8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.4邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)的真值表一個(gè)邏輯變量只有0和1兩種可能的取值,故n個(gè)邏輯變量一共有2n種可能的取值組合根據(jù)邏輯函數(shù)寫(xiě)出真值表,通常各變量取值組合按二進(jìn)制數(shù)碼順序列出,右邊一欄為邏輯函數(shù)的值例:三輸入變量的邏輯函數(shù)為
試寫(xiě)出其真值表。11111011110100011110001001000000YCBA真值表8.2邏輯代數(shù)基礎(chǔ)8.2.4邏輯函數(shù)的表示方法真值表的邏輯表達(dá)式找到使輸出邏輯變量為1的每一組輸入變量的組合,以與項(xiàng)的形式表示,輸入變量取值為1用原變量形式表示,取值為0用反變量形式表示然后將所有與項(xiàng)進(jìn)行邏輯或,便得到了輸出的邏輯函數(shù)表達(dá)式例:有A、B、C三個(gè)輸入信號(hào),當(dāng)三個(gè)輸入信號(hào)出現(xiàn)奇數(shù)個(gè)1時(shí),輸出Y為1;否則,輸出Y為0。
列出真值表,并給出邏輯函數(shù)式。11110011010110010110101011000000YCBA
奇數(shù)判斷真值表課堂練習(xí)A、B、C的什么取值使得F結(jié)果為1?A、B為11或A、C為10時(shí)F=1,即A,B,C的取值為100,110,111時(shí)F=1,否則F=0。課堂練習(xí)證明真值表法(窮舉法)8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)形式化簡(jiǎn)的目的?最簡(jiǎn)的邏輯表達(dá),最簡(jiǎn)的電路結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)形式有哪些?與-或、或-與、與非-與非、或非-或非、與-或-非等等
如何才是最簡(jiǎn)?8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法代數(shù)化簡(jiǎn)法?常用的代數(shù)化簡(jiǎn)法有哪些?合并項(xiàng)法吸收法消去法配項(xiàng)法8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法合并項(xiàng)法利用公式消去互補(bǔ)因子,其中A和B可是單個(gè)變量,也可以是復(fù)雜邏輯式例:化簡(jiǎn)解法一:解法二:8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法吸收項(xiàng)法利用公式消去多余項(xiàng),其中A和B可是單個(gè)變量,也可以是復(fù)雜邏輯式8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法消去法利用公式消去多余因子,其中A和B可是單個(gè)變量,也可以是復(fù)雜邏輯式8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法配項(xiàng)法利用公式可以在邏輯函數(shù)表達(dá)式中重復(fù)寫(xiě)入某一項(xiàng),或利用將這一項(xiàng)展開(kāi)為兩項(xiàng),再與其它的項(xiàng)重新進(jìn)行合并,消去更多的項(xiàng)和變量,其中A可是單個(gè)變量,也可以是復(fù)雜邏輯式8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法綜合法8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)1邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法如何求解最簡(jiǎn)或-與式?對(duì)偶-與或式化簡(jiǎn)-對(duì)偶代數(shù)化簡(jiǎn)法特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):不受變量數(shù)目的約束,當(dāng)對(duì)公式、定律和規(guī)則十分熟練時(shí)化簡(jiǎn)就比較方便缺點(diǎn):沒(méi)有一定的規(guī)律和固定的步驟,技巧性很強(qiáng),而且在很多情況下難以判斷化簡(jiǎn)結(jié)果是否最簡(jiǎn)課堂練習(xí)公式化簡(jiǎn)8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法卡諾圖?卡諾圖是一種特定結(jié)構(gòu)的方格圖,其中每一個(gè)小方格都與邏輯函數(shù)的一個(gè)最小項(xiàng)對(duì)應(yīng)。最小項(xiàng)?8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法最小項(xiàng)及最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式邏輯函數(shù)式有與-或(積之和)和或-與(和之積)兩種基本形式
與-或(積之和)還是或-與(和之積)?邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式?最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法最小項(xiàng)及最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式最小項(xiàng)?定義:在n變量邏輯函數(shù)中,若m為包含n個(gè)變量的乘積項(xiàng),而且這幾個(gè)變量均以原變量或反變量的形式在m中出現(xiàn)一次,則稱m為該組變量的最小項(xiàng)。n變量的最小項(xiàng)應(yīng)為2n個(gè)。輸入變量的每一組取值,都使一個(gè)對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)的值等于1。通常用mi表示最小項(xiàng),i為使對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)的取值為1的輸入變量取值的十進(jìn)制表示。8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法最小項(xiàng)及最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式“1”取原變量“0”取反變量8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法最小項(xiàng)及最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式最小項(xiàng)的性質(zhì):在輸入變量的任何取值下必有一個(gè)最小項(xiàng),而且僅有一個(gè)最小項(xiàng)的值為1。全體最小項(xiàng)之和為1。任意兩個(gè)最小項(xiàng)的乘積為0。具有相鄰性的兩個(gè)最小項(xiàng)之和,可以合并成一項(xiàng)并消去一對(duì)因子。8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法最小項(xiàng)及最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式相鄰性?若兩個(gè)最小項(xiàng)只有一個(gè)因子不同,則這兩個(gè)最小項(xiàng)具有相鄰性。8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法最小項(xiàng)及最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式任意邏輯函數(shù)式均可表示為若干最小項(xiàng)之“和”,即最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式的形式常用的轉(zhuǎn)換方法:代數(shù)法和真值表法8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法最小項(xiàng)及最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式例:用代數(shù)法將下式轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式分配律利用配項(xiàng)重疊律分配律利用配項(xiàng)8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法最小項(xiàng)及最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式例:用真值表法將下式轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式ABCY00000011010101101001101011001111課堂練習(xí)寫(xiě)出最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式課堂練習(xí)3個(gè)溫度探測(cè)器,溫度超過(guò)60度,輸出為1,否則為0兩個(gè)或兩個(gè)以上的溫度探測(cè)為1時(shí),監(jiān)控輸出為1,啟動(dòng)降溫設(shè)備ABCF00000010010001111000101111011111三個(gè)溫度探測(cè)器的狀態(tài)分別用變量A,B,C表示,總控制器的狀態(tài)用F表示F(A,B,C)=∑m(3,5,6,7)8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法卡諾圖?將n變量的全部最小項(xiàng)各用一個(gè)小方塊表示,并使具有邏輯相鄰性的最小項(xiàng)在幾何位置上也相鄰地排列起來(lái),所得到的圖形叫做n變量的卡諾圖。m3m2m1m0AB0101m10m11m9m8m14m15m13m12m6m7m5m4m2m3m1m0ABCD0001111000011110m6m7m5m4m2m3m1m00001111001ABC表示最小項(xiàng)的卡諾圖兩變量卡諾圖四變量卡諾圖三變量卡諾圖幾何位置相鄰→邏輯相鄰幾何相鄰體現(xiàn)在哪?直接相鄰、左右及上下首尾相鄰5變量以上的卡若圖,相鄰性更加復(fù)雜,具備空間相鄰性。例:5變量卡若圖,還存在對(duì)稱相鄰性卡若圖化簡(jiǎn)利用的就是最小項(xiàng)的相鄰性8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法用卡諾圖表示邏輯函數(shù)方法:把邏輯函數(shù)化為最小項(xiàng)之和的形式。在卡諾圖上與這些最小項(xiàng)對(duì)應(yīng)的位置添1。在其余的位置上添入0。任何一個(gè)邏輯函數(shù),都等于它的卡諾圖中添入1
的那些最小項(xiàng)之和。8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法用卡諾圖表示邏輯函數(shù)例:用卡諾圖表示邏輯函數(shù)8.2.5邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)2卡諾圖化簡(jiǎn)法卡諾圖的性質(zhì)合并最小項(xiàng)的規(guī)則:若兩個(gè)最小項(xiàng)相鄰,則可合并為一項(xiàng)并消去一個(gè)變量。若四個(gè)最小項(xiàng)相鄰且排列成一個(gè)矩形組,則可合并為一項(xiàng)并消去兩個(gè)變量。若八個(gè)最小項(xiàng)相鄰且排列成一個(gè)矩形組,則可合并為一項(xiàng)并消去三個(gè)變量。011010110001111001ABC0100111010110100ABCD0001111000011110Y合并兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)的情況:每個(gè)合并圈對(duì)應(yīng)于一個(gè)與項(xiàng),該與項(xiàng)由圈內(nèi)取值不變的變量相與來(lái)構(gòu)成,其中取值為1的對(duì)應(yīng)原變量,取值為0的
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