数字电子技术基础第四章-组合逻辑电路

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1、逻辑门与门或门非门与非门或非门异或门同或门逻辑门电路的种类及其逻辑功能逻辑运算与或非与非或非异或同或能够实现相同逻辑功能的门电路因其种类不同而具有不同的外部电气特性：如：输入输出伏安特性决定了其带负载能力；在使用时对多余输入端的处理等等逻辑门电路的种类及其逻辑功能种类：广泛使用的是CMOS门电路和TTL门电路CMOS门电路：构成其的核心元件为MOS管，是半导体元件中场效应管的一种，其最大的优点是：静态功耗低，集成度高。TTL门电路：构成其的核心元件为半导体三极管，是应用最早的集成电路，响应速度快但其静态功耗高，所以集成度低。半导体器件知识1.什么是半导体？2.什么是本征半导体？什么是杂质半导体

2、？N型P型本征3.PN结的形成？PN结的单向导电性外加正向电压导通外加反向电压截止PN结的单向导电性二极管的结构：PN结+引线+封装构成PN4.半导体二极管是如何构成的？其具有什么样的电气特性？具有单向导电性，所以它相当于受外加电压极性控制的开关二极管与门设VCC=5V，加到A,B的VIH=3VVIL=0V，二极管导通时VDF=0.7V，CMOS门电路一、MOS管的结构S(Source)：源极G(Gate)：栅极D(Drain)：漏极B(Substrate):衬底CMOS门电路一、MOS管的结构增强型管衬底反型层大到一定值才开启MOS管的开关特性：MOS管的基本开关电路实现逻辑反MOS管的基本

3、开关电路由于RD的存在，增大了电路的功耗CMOS门电路的种类反相器是构成其他种类CMOS集成电路的单元电路之一输入端不允许悬空与非门CMOS门电路的种类CMOS门电路的种类或非门OD门CMOS门电路的种类OD门输出端可以实现“线与”可用于电平转换CMOS门电路的种类CMOS门电路的种类传输门是构成其他种类CMOS集成电路的单元电路之一三态输出门CMOS门电路的种类3.5TTL门电路3.5.1半导体三极管的开关特性NPN型双极型晶体管BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：结面积较大发射区：掺杂浓度较高BECNNP基极发射极集电极发射结集电结PNP集电极基极发射极BCEPNP型

4、BECNNP基极发射极集电极发射结集电结晶体管的开关特性发射结正偏，集电结正偏发射结反偏，集电结反偏一、双极型三极管的基本开关电路TTL门电路的种类反相器输入端允许悬空TTL门电路的种类与非门TTL门电路的种类或非门TTL门电路的种类OC门三态输出门（TS）TTL门电路的种类有关半导体元件的相关知识和门电路的具体电路结构、工作原理、电气特性等我们将在后面学习，为使同学们对数字逻辑电路有一个初步系统的认识，我们首先学习组合逻辑电路第四章组合逻辑电路本章任务：1.组合逻辑电路的分析与设计方法2.常用组合逻辑模块的使用逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路现时的输出仅取决于现时的输入除与现时输入有关外还与

5、原状态有关§4.1概述注意：组合逻辑电路与时序逻辑电路在逻辑功能与电路结构上的差异组合逻辑电路的框图组合逻辑电路组合逻辑电路的框图1.由给定的逻辑图写出逻辑关系表达式。分析步骤：2.用逻辑代数或卡诺图对逻辑表达式进行化简。3.列出输入输出状态真值表并得出结论。电路结构输入输出之间的逻辑关系§4.2组合逻辑电路分析与设计4.2.1组合逻辑电路分析根据要求设计出实际最简逻辑电路步骤：根据已有门电路化简根据已有中大规模芯片§4.2.2组合逻辑电路设计逻辑抽象1.确定输入输出变量2.逻辑赋值3.列真值表写逻辑表达式画逻辑电路图形式变换逻辑抽象如果信号灯出现故障，Z为1RAGZ设计一个监视交通信号灯工作

6、状态的逻辑电路,每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成，正常工作时，任何时刻必有一盏灯亮，而且只有一盏灯亮。当出现其它点亮状态时，电路出现故障，发出报警信号，提醒工作人员维修。因：交通信号灯（R、A、G）工作状态是否正常果：报警器（Z）是否响每盏灯有两种状态：亮灭报警器有两种状态：响不响设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路,每一组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成，正常工作时，任何时刻必有一盏灯亮，而且只有一盏灯亮。当出现其它点亮状态时，电路出现故障，发出报警信号，提醒工作人员维修。1010逻辑赋值逻辑抽象解：因果根据题意列出逻辑真值表。用与非门实现用中规模集成芯片实现令4.3.1编码器编码就是把输

7、入的每一个高低电平编成一个对应的二进制代码。§4.3若干常用的组合逻辑电路8线-3线编码器一、普通编码器有8个输入端为I1I8，有3个输出端为Y1、Y2、Y3设计编码器的过程与设计一般的组合逻辑电路相同，首先要列出状态表，然后写出逻辑表达式并进行化简，最后画出逻辑图。真值表二、优先编码器特点：允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码。实例：74HC148低电平有效实例：