数字电路和模拟电路-3二极管与三极管、基本逻辑运算

时间:2022-10-22 11:54:49

前言:重点学习逻辑运算,掌握基本公示、基本规则

目录

一、数字电路二极管

 二、数字电路三极管

1、截止状态

2、放大状态:

3、饱和状态

三种状态总结(开关特性)

三、逻辑运算

1、与

2、或

3、非

4、与非和或非

5、异或

6、同或

7、基本公式

8、基本规则

(1)代入规则

(2)反演规则

(3)对偶规则

 四、逻辑函数的表达式

1、逻辑函数的定义和特点

2、逻辑函数的表示方法

3、逻辑函数的互相转换


一、数字电路二极管

开关特性

(1)二极管的静态特性

  • 加正向电压VF时,二极管导通,管压降VD可忽略。二极管相当于一个闭合的开关。

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  •  加反向电压K时,二极管截止,反向电流I可忽略。二极管相当于一个断开的开关。

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(2)二极管的动态特性

二极管在电路中表现为一个受外加电压V控制的开关。当外加电压V为脉冲信号时,二极管将随着脉冲电压的变化在“开”态与“关”态之间转换。这个转换过程就是二极管开关的动态特性。

给二极管电路加入一个方波信号,电流的波形怎么样?

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产生反向恢复过程的原因:反向恢复时间tre就是存储电荷消散所需要的时间

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 二、数字电路三极管

集电极三极管中,从三个区引出相应的电极,分别为基极b,发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电结。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。

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1、截止状态

当VI小于三极管发射结死区电压时,基极电流IB=ICBO≈0,集电极电流IC=ICBO≈0,VCE≈VCC,三极管工作在截止区,对应图中的A点。
三极管工作在截止状态的条件为:发射结反偏或小于死区电压。

反偏是指PN结加反向电压。

死区电压,指的是即使加正向电压,也必须达到一定大小才开始导通,这个阈值叫死区电压。

2、放大状态:

当VI为正值且大于死区电压时,三极管导通。有

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此时,若调节Rb↓,则IB↑,IC↑,VCE↓,工作点沿着负载线由A点→B点→C点→D点向上移动。在此期间,三极管工作在放大区,其特点为IC=β*IB。
三极管工作在放大状态的条件为:发射结正偏,集电结反偏

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3、饱和状态

VI不变,继续减小Rb,当VCE =0.7V时,集电结变为零偏,称为临界饱和状态,对应E点。此时的集电极电流用ICS表示,基极电流用IBS表示,有:

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零偏 输入信号为零的时候,放大器输出不为零的幅度。

正偏是指PN结加正向电压

再减小Rb,IB会继续增加,但IC不会再增加,三极管进入饱和状态。饱和时的VCE电压称为饱和压降VCES,其典型值为:VCES~0.3V。
三极管工作在饱和状态的电流条件为:IB >IBS

电压条件为:集电结和发射结均正偏

三种状态总结(开关特性)

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三、逻辑运算

1、与

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2、或

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3、非

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4、与非和或非

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5、异或

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6、同或

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7、基本公式

摩根定律 就是反演定律

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两项相加,一项含着另一项的非,则非因子多余。

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与或表达式中,两个乘积项分别包含同一因子的原变量和反变量,而两项的剩余因子包含在第三个乘积项中,则第三项是多余的。

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8、基本规则

(1)代入规则

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(2)反演规则

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(3)对偶规则

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 四、逻辑函数的表达式

1、逻辑函数的定义和特点

定义:输入逻辑变量和输出逻辑变量之间的逻辑关系。
Y=F(A、B、C、...)
特点:输入变量和输出变量只有逻辑0、逻辑1两种取值。

2、逻辑函数的表示方法

(1)真值表

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(2)逻辑函数式

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(3)逻辑图

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(4)时序图(波形图)

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(5)HDL语言(硬件描述语言VHDL)

libray IEEE;
use IEEE.std_logic_1164.all;   //库定义

entity ZUHE is
port (A,B, C: in std logic;
      F: out std_logic) ;              //实体
end ZUHE

architecture one of ZUHE is          //结构图
    begin
F=(not A and not B and C) or (not A and B and C)or (A and B and not C) or (A and B and C);
end;

3、逻辑函数的互相转换

真值表→表达式→逻辑图

逻辑图→表达式→真值表