3.3走进数字电路（或非门与与非门） 课件(共23张PPT)-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）选择性必修1《电子控制技术》

(课件网) 走进数字电路（与非门和或非门） Annual Work Summary Report 2021 2022 2023 目 录 O1 与非门 O2 或非门 O3 常用的数字集成电路 门电路 与非门和或非]电路实际上是两种门电路的组合。 与非”关系和“或非”关系是从三种基本逻辑关系推演出来的复合逻辑关系，实那汉两种逻辑关系的i电路分别称为与非门(NAND )和或非门(NOR)。 与非门 与门和非门的组合 Annual Work Summary Report #O1 #2022 与非门电路 与非门的真值表和与门的真值表中的输出逻辑值完全相反:与门的逻辑关系是“全高出高，有低出低”，而与非门的逻辑关系则是“全高出低，有低出高”，因此其逻辑关系相当于在与门后面再接一只非门。 马上行动 或非门 或门和非门的组合 Annual Work Summary Report #02 #2022 或非门电路 或非门的真值表和或门的真值表中的输出逻辑值完全相反。 马上行动 常用的数字集成电路 触发器 Annual Work Summary Report #03 #2022 门电路 门电路是用晶体三极管或MOS管(金属氧化物半导体场效应管)构成的电路，现在都已集成化是一种数字集成电路。在数字电路中，用电平的高和低来代表逻辑1和逻辑0。如图3-50所示，由电阻和开关构成的电路中，开关闭合时，开关所呈现的电阻为0，使得开关两端的电压也就是输出电压为0,输出低电平。反之，若开关断开，因为电阻R上没有电流流过，R上的电压为0,所以输出电压等于电源电压，即输出高电平。因此，用开关可以实现高、低电平，这是构成门电路的基础。 门电路 门电路中的开关不能使用机械开关，因为机械开关不仅体积大、寿命短、 操作不方便，而且开关的速度低。在现代高速电子控制系统中，开关每秒可能要开合上亿次，机械开关是绝对无法胜任的，必须使用电子开关，即用晶体管或MOS管做成的开关。例如，用晶体三极管代替上图中开关得到的电路，如图3 -51所示。 门电路 晶体三极管存在截止和饱和两种状态，截止状态相当于开关断开，饱和状态相当于开关闭合，因而可以当作开关使用，其条件与现象是: 输人信号足够大(高电平) ; 现象一 三极管流过的电流较大，而集电极与发射极之间的电压只有0.3 V左右(低电平)。 截止:条件一输人信号足够小 (低电平) ;现象一一三极管没有电流流过，集电极与发射极之间的电压与电源电压相近(高电平)。 由于加到三极管基极的信号不是高电平，就是低电平，因此晶体三极管工作于开关状态，即不是工作于饱和状态，就是工作于截止状态。我们通常称这种信号为开关信号(即数字信号)。 马上行动 MOS管 另种经常作 为门电路中开关使用的器件是金属氧化物半导体场效应管， 即MOS管，如图3-53所示是它的电路符号。它和晶体三极管 一样也有三个极:源极S、栅极G和漏极D。这三个极和晶体三极管 的各电极的对应关系是: 源极相当于发射极，通常接地; 漏极相当于集电极，通常通过电阻接电源; 栅极相当于基极，用来控制漏极电流的大小。 MOS管的优势 普通晶体三极管是电流控制的器件，即基极必须注人电流才能使三极管导通，而MOS管属于电压控制器件，在其栅极与源极之间加适当的电压就能使MOS管导通。MOS管在开关信号的作用下，也有导通和截止两种状态，因而也可做开关使用。数字电路现在都已集成化。集成门电路属于小规模集成电路。由若干门电路组成，能完成某个逻辑功能，如编码、译码等功能的集成电路通常属于中规模集成电路。将数百、数千个门电路集成在一个硅片上的数字集成电路属于大规模、超大规模数字集成电路。目前将数万个以上门电路集成在一一个硅片上， 可实现一个较复杂系统功能的所谓片上系统(SOC)也已出现。此外，还涌现出各种新型的数字集成电路，如用户可以改变片内电路之间逻辑关系的可编程逻辑器件( P ... ...