数字逻辑基础-数字电路基础

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1、课程代码：00830040第二章数字逻辑基础(三)——数字电路基础佟冬MicroprocessorR&DCentertongdong@mprc.pku.edu.cnhttp://mprc.pku.edu.cn/courses/Digital/2003spring1课程回顾¢开关电路¢在电路中，用电压的高低来表示逻辑值¢正逻辑和负逻辑的区别电信号逻辑值正逻辑负逻辑Vmax高电压VH10不稳定V低电压L01Vmin¢基本逻辑门：AND,OR,NOT,NAND,NOR,XOR,NXOR¢门级网络数字逻辑——基础知识（三）2003

2、年3月7日2课程回顾(全加器)s(x,y)=xy+xyiiiiiiici(xi,yi)=xiyi为什么采用与非门实现??x输入xyiiisixycsiiii逻辑0000HA0101yi功能10011110ci(b)输出cisi(c)(a)输入逻辑功能输出数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日3主要内容¢目标：了解逻辑门电路的实现¢电子门系列（实现工艺）¢TTL¢ECL¢MOS¢CMOS数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日4开关模型¢开关(Switch)：开关在控制信号的控制下连接两个端点。¢正开关：在控制信号

3、为0时开；为1时关，正逻辑。¢负开关：在控制信号为1时开；为0时关，负逻辑。11控制控制关开00正开关负开关开关数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日5基本的逻辑门开关模型(1)¢非门(NOT)AYafNOT(a)=aAY(c)01LHA1Y¢被动上拉模型10HL¢主动上拉模型(a)(b)(d)¢电源-逻辑1，地-逻辑0高电压高电压RYYAA低电压低电压数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日6非门的开关模型分析高电压高电压IZZ01AA01I低电压低电压数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日7非门的开关模

4、型分析高电压高电压IZ1Z0AA01I低电压低电压数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日8基本逻辑门开关模型(2)abfNAND(a,b)=abABY¢与非门(NAND)001LLH011LHH101HLH110HHL(a)(b)AAA&YYYBBB高电压(c)(d)(e)AB高电压ZZAABB低电压低电压数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日9基本逻辑门开关模型(3)abf(a,b)=a+bABYNOR¢或非门(NOR)001LLH010LHL100HLL110HHL(a)(b)高电压AAAYY≥1YBBBA

5、(c)(d)(e)B高电压ZZBABA低电压低电压数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日10半导体器件¢杂质半导体¢N型半导体：硅(Silicon)+五价元素（如磷）。利用自由电子导电。¢P型半导体：硅+三价元素（如硼），利用空穴导电。正离子自由电子负离子空穴+++++-----+++++-----N型半导体P型半导体数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日11PN结+++++-----+++++-----N区P区+++++-----+++++-----N区P区平衡状态下的PN结耗尽层数字逻辑——基础知识（三）2

6、003年3月7日12PN结的导电特性+++++-----+++++-----N区P区R+电流I+++++-----+++++-----N区P区R+数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日13二极管(Diode)¢二极管的构成¢将金属线连接在PN结的两端，和P区连接的端口为阳极(Anode)，和N区相连接的为阴极(Cathode)。阳极阴极二极管的符号二极管结构数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日14二极管的伏安特性电流导通截止电压阈值(ThresholdValue)数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日1

7、5双极性晶体管(1)¢双极性晶体管(BipolarJunctionTransistor)¢也叫三极管。基极电压高于某个阈值，两个PN结道通，发射机和集电极在电压的作用下产生电流。¢三极管具有电流放大功能，被广泛的用于放大电路。集电极基极基极发射极集电极发射极内部结构符号数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日16双极性晶体管(2)¢类型：¢NPN型¢PNP型bbNPNPNPececccbbee数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日17场效应管¢场效应管(Field-EffectTransistor)¢金属氧化物半

8、导体场效应管¢Metal-oxidesemiconductorFET(MOSFET)¢简称MOS¢类型¢N沟道MOS管——nMOS（增强型，耗尽型）¢P沟道MOS管——pMOS（增强型，耗尽型）¢互补型MOS管——CMOS数字逻辑——基础知识（三）2003年3月7日18nMOS漏极栅极电源栅极接地漏极源