6-3 基本逻辑门电路《电子技术基础与技能》云南省 电子电工类 知识点讲解

云南省装备制造大类对口高考电子技术复习讲义 模块6 数字电路基础知识 6-3 基本逻辑门电路 【考纲要求】 （1）熟悉基本逻辑运算及常用集成逻辑门电路； （2）熟悉与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门的逻辑功能、符号和真值表。 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、基本逻辑门电路（核心基础） 逻辑门电路是实现逻辑运算的电子电路，输入、输出均为高低电平（对应逻辑0和1），核心是3种基本逻辑门，其功能与6-2中的基本逻辑运算一一对应。 （一）与门 1. 逻辑功能：实现“与运算”，只有当所有输入均为1（高电平）时，输出才为1（高电平）；只要有一个输入为0（低电平），输出即为0（低电平），口诀：全1出1，有0出0。二极管与门电路： 二极管与门电路输入输出关系： 2.逻辑符号：输入端为A、B、C…（可多个），输出端为Y，符号核心为“&”（国标），简化符号为“矩形+输入端横线、输出端箭头”。与门符号如图： 3. 逻辑函数式：（或，多输入时为）。 4. 真值表（2输入与门）： A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 （二）或门 1. 逻辑功能：实现“或运算”，只要有一个输入为1（高电平），输出即为1（高电平）；只有当所有输入均为0（低电平）时，输出才为0（低电平），口诀：全0出0，有1出1。二极管或门电路： 二极管或门电路输入输出关系： 2. 逻辑符号：核心为“≥1”（国标），简化符号为“矩形+输入端弧线、输出端箭头”。 3. 逻辑函数式：（多输入时为）。 4. 真值表（2输入或门）： A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 （三）非门 1. 逻辑功能：实现“非运算”，输入与输出状态相反，口诀：入1出0，入0出1，又称“反相器”。三极管非门电路： 三极管非门电路输入输出关系： 2. 逻辑符号：核心为“○”（反相标记），输入端为A，输出端为Y，符号为“矩形+输入端横线、输出端箭头+反相圈”。 3. 逻辑函数式：。 4. 真值表（1输入非门）： A Y 0 1 1 0 二、复合逻辑门电路（常用核心） 由3种基本逻辑门组合而成，是数字电路中应用最广泛的逻辑门，核心有4种，其功能基于基本逻辑运算的组合。 （一）与非门 1. 逻辑功能：先进行“与运算”，再进行“非运算”，即“与非”，口诀：全1出0，有0出1（与与门功能相反）。 2. 逻辑符号：与门符号的输出端加“反相圈”，核心标记为“&○”（国标）。 3. 逻辑函数式（多输入时为 4. 真值表（2输入与非门）： A B 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 （二）或非门 1. 逻辑功能：先进行“或运算”，再进行“非运算”，即“或非”，口诀：全0出1，有1出0（与或门功能相反）。 2. 逻辑符号：或门符号的输出端加“反相圈”，核心标记为“≥1○”（国标）。 3. 逻辑函数式：（多输入时为。 4. 真值表（2输入或非门）： A B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 （三）异或门 1. 逻辑功能：实现“异或运算”，输入信号相异时输出1，输入信号相同时输出0，口诀：异出1，同出0。 2. 逻辑符号：核心标记为“⊕”（国标），输入端为A、B（常用2输入），输出端为Y。 3. 逻辑函数式：（仅2输入，多输入异或需特殊定义）。 4. 真值表（2输入异或门）： A B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 （四）同或门 1. 逻辑功能：实现“同或运算”，输入信号相同时输出1，输入信号相异时输出0，口诀：同出1，异出0（与异或门功能相反）。 2. 逻辑符号：核心标记为“⊙”（国标），输入端为A、B（常用2输入），输出端为Y；也可表示为异或门输出端加反相圈。 3. 逻辑函数式：。 4. 真值表（2输入同或门）： A B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 三、集成逻辑门电路（补充应用） 实际数字电路中，逻辑门均以集成电路（IC）形式存在，常用两类：TTL集成门和CMOS集成门，核心区别在于器件类型和性能。 （一）TTL集成门 由晶体管构成，核心特点：工作电源为5V（固定），输出高电平约3.6V、低电平约0.3V，带负载能力强，开关速度较快；常用型号：74LS系列（如74LS00：四2输入与非门、74LS02：四2输入或非门）。 （二）CMOS集成门 由MOS管构成，核心特点：工作电源范围宽（3V~18V），功耗极低，抗干扰能力强，集成度高；常用型号：CD4000系列（如CD4011：四2输入与非门、CD4071：四2输入或非门）。 （三）使用注意事项 1. 电源电压需符合器件要求，TTL门不可超过5.5V，CMOS门不可超出其规定电源范围，避免损坏器件； 2. 闲置输入端处理：TTL门闲置输入端可接高电平（通过电阻接5V），不可悬空；CMOS门闲置输入端可接高电平或低电平，也可悬空（但悬空易受干扰，建议接固定电平）； 3. 输出端不可直接接电源或地，否则会烧毁器件，需通过负载（如电阻）连接。 四、核心技能总结 1. 符号识别：牢记7种逻辑门的国标符号，重点区分“与/与非”“或/或非”“异或/同或”的符号差异（反相圈、核心标记）； 2. 真值表应用：给定输入电平，能快速判断输出电平；给定输出电平，能反推输入电平组合； 3. 逻辑关系：掌握复合门与基本门的关系（如与非门=与门+非门），以及异或与同或的反函数关系。 【练习题】 一、选择题 1. 下列逻辑门中，输入全为1时输出为0的是（） A. 与门 B. 或门 C. 与非门 D. 或非门 2. 已知2输入异或门的输入A=1、B=0，则输出Y的值为（） A. 0 B. 1 C. 不确定 D. 高阻态 3. TTL集成逻辑门的工作电源电压通常为（） A. 3V B. 5V C. 12V D. 18V 4. 同或门的逻辑功能是（） A. 全1出1，有0出0 B. 全0出1，有1出0 C. 输入相同出1，相异出0 D. 输入相异出1，相同出0 二、填空题 1. 非门的逻辑函数式为________，其输入与输出状态________（填“相同”或“相反”）。 2. 2输入与非门，当输入A=0、B=1时，输出Y=________；当输入A=1、B=1时，输出Y=________。 3. 异或门与同或门的逻辑关系是________，异或门表示为________。 4. CMOS集成门的功耗________（填“高”或“低”），工作电源范围比TTL集成门________（填“宽”或“窄”）。 三、解答题 1. 列出3输入与非门（输入A、B、C）的真值表，并写出其逻辑函数式。 2. 已知逻辑门的输入A、B和输出Y的波形关系为：A=0、B=0时Y=1；A=0、B=1时Y=0；A=1、B=0时Y=0；A=1、B=1时Y=0，试判断该逻辑门的类型，并写出其逻辑函数式。 3. 简述TTL集成门和CMOS集成门闲置输入端的处理方法，说明为什么不能随意悬空。 【答案】 一、选择题 1. C（与非门功能：全1出0，有0出1） 2. B（异或门：输入相异出1，A=1、B=0，输出为1） 3. B（TTL集成门标准工作电压为5V） 4. C（同或门核心功能：输入相同出1，相异出0） 二、填空题 1. ；相反 2. 1；0（与非门：有0出1，全1出0） 3. 反函数； 4. 低；宽 三、解答题 1. 逻辑函数式： 真值表： A B Y 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 逻辑门类型：或非门 逻辑函数式： 解析：根据输入输出关系，只有当输入全为0时输出为1，有一个输入为1时输出为0，符合或非门的逻辑功能。 3. 处理方法： 1. TTL集成门：闲置输入端可通过电阻接5V（高电平），不可悬空； 2. CMOS集成门：闲置输入端可接高电平、低电平，也可悬空（不推荐）。 原因：TTL门悬空时，输入端会等效为高电平，但易受外界干扰，导致输出状态不稳定；CMOS门悬空时，输入阻抗极高，易积累静电，损坏器件或导致输出异常，因此不建议悬空。 学科网（北京）股份有限公司 $