7.1.1 分立元件门电路（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

第7章 组合逻辑电路 门电路是组成数字电路的最基本单元。本章讲述数字电路的基本逻辑单元—集成门电路，重点介绍组合逻辑电路的特点及组合逻辑电路的分析方法和设计方法，然后介绍常用的各种中规模集成组合逻辑电路如编码器、译码器的工作原理和逻辑功能。 知识目标 理解与门、或门、与非门、或非门、异或门的逻辑功能，熟识其图形符号。 掌握TTL与非门电路的工作原理、逻辑功能。 了解TTL反相器的基本特性，集电极开路门、三态输出门的功能及典型应用。 了解常用CMOS门电路的基本工作原理，掌握CMOS门电路的使用常识。 掌握组合逻辑电路的分析方法及读图方法，识别给定电路的逻辑功能。 熟知编码器、译码器的基本概念，会分析一般的编码器、译码器电路。 了解编码器、译码器集成电路的引脚功能及其应用。 了解半导体数码管的基本结构和引脚符号的含义。 技能目标 学会查阅数字集成电路手册，根据逻辑功能要求选用集成门电路。 掌握TTL和CMOS集成电路引脚识读方法，掌握其使用常识。 掌握集成门电路的逻辑功能测试方法，学会使用集成逻辑门。 了解组合逻辑电路一般的设计、调试及检测方法。 能根据电路图安装满足特定要求的组合逻辑电路，如表决器、数码显示器等。 掌握半导体七段显示数码管的使用方法。 7.1 集成门电路 用来实现基本逻辑关系的电子电路称为门电路。与前一章所讲的基本逻辑运算关系相对应的门电路有与门、非门、或非门、与或非门、异或门、同或门等几种。 按构成门电路的形式不同，可分为分立元件的门电路和集成门电路两类。 集成门电路具有体积小、重量轻、工作可靠性高、抗干扰能力强、价格低等优点，目前已得到广泛使用。本节重点介绍各种集成门电路的型号、功能、性能指标、引脚排列及应用。 在数字电路中，数字信号是用二值逻辑的1和0表示的，如图7.1（a）所示，关门用1表示，开门用0表示。 图7.1（b）所示为实现上述两种截然不同的状态的基本原理。 开关S断开，可表示关门状态；开关S闭合，可表示为开门状态。 开关S用二极管或三极管实现。改变输入信号ui使二极管或三极管工作在截止和导通两种状态，它们就可以起到图7.1（b）中开关S的作用。 （a）生活实例图 （b）原理图 图7.1 获得高、低电平的基本原理 7.1.1 分立元件门电路 1．二极管与门 按图7.2（a）所示连接电路，按表7.1所示输入信号，测量Y的输出电位，观察测量结果。（建议仿真演示） （a）二极管与门电路 （b）逻辑符号 图7.2 二极管与门 归纳 二极管与门电路只有当A、B均输入高电平时，输出方为高电平，在其他情况下均为低电平。   2．二极管或门 最简单的或门电路如图7.3所示，它也是由二极管和电阻组成的。设输入的高电平为UIH=3V，低电平为UIL=0.3V。 按图7.3（a）所示连接电路，按表7.3所示输入信号，测量Y的输出电位，观察测量结果。（建议仿真演示） （a）二极管或门电路 （b）逻辑符号 图7.3 二极管或门 注意 二极管或门存在着输出电平偏移的问题，所以这种电路结构也只用于集成电路内部的逻辑单元。 3．三极管非门 图7.4（a）所示为三极管开关电路，当输入为高电平时，三极管饱和导通，输出Y为低电平；而当输入为低电平时，三极管截止，输出为高电平。 因此，输出与输入的电平之间是反相关系，它实际上就是一个非门（亦称反相器）。 图7.4（b）所示为非门的逻辑符号，非门的输出逻辑表达式为 。 （a）三极管非门电路 （b）逻辑符号 图7.4 三极管非门 $$