1、 安徽大学819 数字电路逻辑设计（强化课程内部讲义）海文考研专业课教研中心http:/819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/1目录第一部分 序言 2第二部分 初试科目各章节知识点深度剖析 4数字电路逻辑设计 4第一章 绪论 .41.1 本章知识点串讲 41.2 本章重难点总结 51.3 本章典型题库 7第二章 逻辑函数及其化简 .72.1 本章知识点串讲 72.2 本章重难点总结 92.3 本章典型题库 13第三章 集成逻辑门 203.1 本章知识点串讲 203.2 本章重难点总结 223.3 本章典型题库 24第四章 组合逻辑电路 254.1 本章知识点串讲
2、 254.2 本章重难点总结 314.3 本章典型题库 39第五章 集成触发器 505.1 本章知识点串讲 505.2 本章重难点总结 555.3 本章典型题库 56第六章 时序逻辑电路 586.1 本章知识点串讲 586.2 本章重难点总结 626.3 本章典型题库 74第七章 半导体存储器 877.1 本章知识点串讲 877.2 本章典型题库 91第八章 可编程逻辑器件 918.1 本章知识点串讲 918.2 本章典型题库 92第九章 脉冲单元电路 939.1 本章知识点串讲 93第十章 模数转换器和数模转换器 9510.1 本章知识点串讲 95819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考
3、研专业课频道 http:/2第一部分 序言为了更好的发挥本强化课程讲义和配套的强化课程对专业课复习的指导作用，提高考研同学专业课的复习效率，请认真阅读以下三点说明：一、非统考专业课命题的总体特征统考专业课有教育部统一颁发的考试大纲 ，但非统考专业课教育部没有制定相应科目的考试大纲，是不是说非统考专业课的命题就没有可参考的官方权威依据了呢？不是，根据教育部关于招收攻读硕士学位研究生统一入学考试初试自命题工作的指导意见（试行） ，该指导意见中对非统考专业课命题工作做了非常细致的要求，是我们解析非统考专业课命题原则的政策依据。下面，我们解读其中和考研专业课命题和考试最为相关的内容，以飨考生。意见中指
4、出，专业课的考试内容“应结合大学本科和硕士研究生培养目标确定，以进入研究生学习必备的专业基础知识、基本理论和基本技能为考查重点，突出考查分析问题及解决问题的能力。各考试科目应涵盖三门以上本科阶段主干专业基础课程” 。由此可见，非统考专业课的考查范围既涉及学科的基础知识、基本理论和技能，更突出考查学生的分析问题及解决问题的能力。这样设计考试内容的目的，该意见中明确表明是为了“使本学科专业的优秀本科毕业生获得及格或及格以上的成绩” ，也就是为了保证研究生选拔的质量。因而，在试卷结构设计上，为了拉开区分度，试卷结构会按照学科专业特点，设计多种题型、一定比例的题量和不同层级的难度。对考生来说，需要明确
5、知道该科目考试的题型种类、题量比例、各题型做题时间分配比例。此外，更为重要的，从学科知识点上来说，考生更需要掌握学科知识的基本点、重点、难点、高频考点，以及实际解决问题的综合能力。二、如何高效发挥强化课程的指导作用经过基础阶段专业课的学习，考生应该对考研的基本信息有了比较清楚的认识，更重要的是，考生对专业课各科目的原理、公式、概念等学科核心基础知识应该有了一定程度的记忆、理解和掌握。并且，也已经厘清学科各章节知识点之间的逻辑脉络，建立起了系统、整体性的学科结构和知识框架脉络。换言之，只有考生在趋近或部分超过该水平的状态下，强化课程才能发挥更好的指导作用。如何最高效发挥强化课程的指导作用？这就需
6、要考生明确的是，该强化课程、讲义和手头其他复习材料只能作为强化指导材料，核心研读的学习材料依旧是研招单位指定或默认的参考书、真题，只有通过多遍研读教材，结合强化课程的讲授，才能构建起完整的专业课知识体系，透彻理解专业课的内在知819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/3识逻辑结构，并在精细研究历年真题之后，对重要的知识点达到理解、记忆、掌握和应用，这样，才能真正达到考研强化复习的目的，最终达到目标院校目标专业硕士研究生入学考试的水平和选拔标准。三、强化课程授课内容与功能概述承继专业课基础阶段的学习与逻辑，强化课程授课内容从总体上来说，是以历年真题和硕士点内部政策体现
7、出来的专业课命题趋势、特点和考测逻辑为脉络，分级解析学科重点、难点和高频考点，并通过真题和典型题目详解使考生从重难点知识掌握到答题技巧得以全面强化，帮助考生高效构建应试系统框架和提升应试能力。为达到以上功能，该强化课程首先对目标院校及目标专业的初试科目进行深度解析，梳理出有效复习与考核范围；第二，对考生在强化阶段专业课的复习提供了指导意见，结合公共课的复习状态，从专业课的学习内容到学习进程管理，都提出了合理的学习规划方案；第三，通过初试科目各章节知识点深度剖析、重难点总结和典型题练习，梳理出了学科相应的重点、难点、常考知识点，并通过配套练习，帮助考生全面构建、理解、掌握和运用专业课的知识体系和
8、逻辑结构。第四，通过对真题的回顾、练习、比较、解析，以及将真题中考察的知识点回归至教材的分析中，我们可以得出真题的题型结构、题量比例、考查知识点出处、频次、考查知识点难度分级等对考生至关重要的复习备考指导信息。819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/4第二部分 初试科目各章节知识点深度剖析数字电路逻辑设计本书总计包括 11 个章节，历年考试大纲规定章节有 9 章，其中重点章节是第 2 章、4 章、5 章和 6章。其中第 2 章是整个数字逻辑电路的基础，主要包括基本的逻辑概念、逻辑运算、逻辑代数及逻辑函数的化简；第四章介绍组合逻辑电路的基本概念、特点及其分析设计方法
9、；第 5 章介绍触发器的基本知识，也是最简单的时序逻辑电路，是第 6 章时序逻辑电路的基础。第 6 章主要介绍时序逻辑电路的组成原理及分析设计方法。这四个重点章节需要占到整个复习计划 50%以上的时间。建议复习的时候将这四章联系在一起复习，中间的第三章待复习完这四章后再回头来复习。另外第 3、7、8 三章不必所有内容都要求掌握，只需掌握与考试相关的内容即可，这样更有利于节约大家的复习时间，提高复习效率。第一章 绪论本章节包括 4 个知识点，数字信号、数值及其转换、常用的二-十进制代码（BCD 码）及算术运算与二值逻辑运算。其中必须掌握的知识点是 3 个，数制及其转换、BCD 码（8421 码、
10、余 3 码、5421 码等）和二值逻辑运算。在复习过程中，首先通过熟悉教材内容了解知识点，然后通过理解并分析例题，做到了解例题是怎么解题的，为什么这么解，解题时用到了哪些知识点，遇到同类题目应该如何应对。最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、易错点到布置作业，完成相应知识点的掌握过程。1.1 本章知识点串讲【知识点 1】数字信号数字信号是在时间和数量上都不连续的信号。在数字电路中采用只有 0、1 两种数值组成的数字信号。数字信号类型分为电位型（不归 0 型）和脉冲型（归 0 型） 。【知识点 2】数制及其转换1. 数制三要素：基数、数符（数码） 、位权例如：十进制的 ；其中 5 是
11、数符，十进制的话数符 a 可以是2105050，1，9；10 是基数，R 进制基数就为 R。位权值从左到右分别为 100，10，1.819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/52. 数的按位权展开一个 R 进制的数按位权展开：，系数数符 ：0，1，R-1；特别的 16 进制，系数数符 ：1()niiimNaa a0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A 、B、C、D、E、F。3. 将 R 进制转换成十进制方法：将 R 进制按位权展开，再按十进制运算规则运算，即可得到十进制数。4. 将十进制数转换成 R 进制数方法：将整数部分与小数部分分别进行转换。整数部分：将十进
12、制整数除以 R，余数作为 R 进制数的最低位，然后将商除以 R，余数作为次低位；重复以上步骤，记下余数，直至最后商为 0，最后的余数作为 R 进制的最高位。小数部分： 将小数部分逐次乘以 R，取乘积的整数部分作为 R 进制的各有关数位，乘积的小数部分继续乘以 R，直至最后乘积为 0 或达到一定的精度为止。5. 二进制、八进制、十六进制之间的转换以小数点为界，往左及往右转换。1 位八进制数可以转换成 3 位二进制数，反之 3 位二进制数可以写成 1 位八进制数；1 位十六进制数可以转换成 4 位二进制数，反之 4 位二进制数可以写成 1 位十六进制数。另外利用八进制数和十六进制数与二进制数之间的
13、这种关系，不难实现八进制与十六进制数之间的转换。例如： . 8 21665.307(1.01)(35.8)（ ）【知识点 3】常用的二-十进制代码（ BCD 码）二-十进制代码：采用二进制码表示一个十进制数的代码，即 BCD 码。常用的 BCD 码（8421 码、余 3 码、5421 码、余 3 循环码等） 。【知识点 4】算术运算与逻辑运算当两个二进制数码表示数量大小时，他们可以进行数值运算，称为算术运算。二进制数的算术运算与十进制的算术运算基本相同。 “逢二进一” 、 “借一当二” 。二进制算术运算：1+1=10B，此处的“+”表示“算术加” 。二值逻辑运算：1+1=1；此处的“+”表示逻
14、辑或。1.2 本章重难点总结1.2.1 重难点知识点总结本章重点为常用数制之间的相互转换。819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/61.2.2 本章重难点例题讲解【例题 1】将十进制数 转换成二进制数。1053（ ）解析：由于二进制数基数为 2，所以逐次除以 2 取其余数（0 或 1）：商 余数253.16.011203110 1所以 102(53)易错点：将 10 进制数逐次除以 2，记录所得的余数。并不是将余数顺序组合起来就是我们所要的二进制数值，需要将最后一个余数作为最高位，第一个作为最低位，倒序排列。【例题 2】将八进制数 转换成十进制数。8(137.50
15、4)解析：将八进制数转换成十进制数，很简单，只需要将八进制数值按位权展开即可。本例中，基数为 8，其展开式为： 210123810(137.504)38758486.6.7(9.)易错点：本类题型主要是各位的位权不要弄错，即以小数点为界，往左起分别为 ， ， 。往右起0R1n位权分别为 。另外，计算时需仔细。12,R【例题 3】 81665.07()（ ）解析： 216.0)(35.8)（ ）819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/71.3 本章典型题库1.3.1 作业填空1. 两个 8 位二进制数 10101011 和 01001011 进行逻辑加的结果为 。2
16、. 十六进制数 AB.CH 对应的十进制数字是 。3. 已知一个带符号整数的补码由两个 1 和六个 0 组成，则该补码能够表示的最小整数是。4. 二进制数 10111000 和 11001010 进行逻辑“与”运算，结果再与 10100110 进行逻辑“或”运算，最终结果的十六进制形式为（） 。 5Pentium 处理器中的一个 16 位带符号整数，如果它的十六进制表示为 FEDCH，那么它的十进制值为（ -292） 。5. 对两个逻辑值 1 施行逻辑加操作的结果是 。6. .若 A=1100，B=0010，A 与 B 运算的结果是 1110，则其运算可以是算术加，也可以是逻辑 1.3.2 作
17、业答案1. 11101011 2. 171.75 3. -127 4. 10101110 5. 1 6. 加 。第二章 逻辑函数及其化简2.1 本章知识点串讲【知识点 1】二值逻辑代数的基本逻辑运算二值逻辑：二值逻辑中，每个变量只能取两种逻辑值：0 和 1，它代表两种对立的逻辑状态。二值逻辑代数的基本逻辑运算是与、或、非。或运算（逻辑加）： ， 、 只要有一个为 1， 则为 1；全为 0 时， 为 0.PABPP与运算（逻辑乘）： ， 、 只有同时为 1， 才为 1；否则 为 0.非运算（逻辑非）： ，0 则出 1；1 则出 0.【知识点 2】复合逻辑运算复合运算名称和表达式与非PAB或非PA
18、B与或非PABCD数值运算 010101819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/810A1010A口诀 有 0 出 1全 1 出 0有 1 出 0全 0 出 1与项有 1 出 0与项全 0 出 1特殊用法 AAAB1【知识点 3】同或逻辑与异或逻辑同或逻辑与异或逻辑是只有两个输入变量的函数。只有当两个输入变量 和 的值相同时，输出 才为 1，否则 为 0，这种逻辑关系称为同或。记ABP为： ABA只有当两个输入变量 和 的取值相异时，输出 才为 1，否则 为 0，这种逻辑关系称为异或。P记为： PABA【知识点 4】逻辑函数相等假设， 为变量 的逻辑函数， 为变量
19、 的另12(,.)nFA12,.n12(,.)nG12,.nA一逻辑函数，如果对应于 的任一组状态组合， 和 的值都相同，则称 和 是等值的，12,.nAFFG或者说 和 相等，记作 。如果 ，那么他们就应该有相同的真值表。GF【知识点 5】三个规则1.代入规则：任何一个含有变量 的地方都代之以一个逻辑函数 ，则等式任然成立。2.反演规则：设 是一个逻辑函数表达式，如果将 中所有的“ ”换成“+” ，所有的“+” 换成F“ ”；所有的常量 换成常量 ，所有的常量 换成常量 ；所有的原变量换成反变量，所有的反变量换0110成原变量，这样所得到新的函数式就是 。 称为原函数 的反函数，或称为补函数
20、。FF3.对偶规则：设 是一个逻辑函数表达式，如果将 中所有的“ ”换成“+” ，所有的“+” 换成819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/9“ ”；所有的常量 换成常量 ，所有的常量 换成常量 ；就得到一个新的函数表达式 ， 称为0110*F的对偶式。如： 。F*()()FABCFABC【知识点 6】逻辑函数的标准形式最小项：每一个乘积项都包含全部的输入变量，每个输入变量或以原变量或以反变量形式在乘积中出现，并且仅仅出现一次。这种包含了全部输入变量的乘积项称为最小项。最小项表达式：全部有最小项相加而构成的与-或表达式称为最小项表达式。最大项：最大项是指这样的和项
21、，这个和项包含了全部变量，每个变量或以原变量的形式或以反变量的形式出现，并且仅仅出现一次。最大项表达式：全部由最大项相乘构成的逻辑函数表达式即为最大项表达式。它是逻辑函数或-与表达式的标准形式，又称为标准或-与式。【知识点 7】公式法化简逻辑函数公式法就是运用逻辑代数的基本公式和常用公式化简逻辑函数。1、合并项法常用的公式是 将两项合并为一项。AB2、吸收法常利用公式 及 ，消除多余项。ACBA3、消去法常利用公式 ，消去多余因子 。AB4、配项法为求得最简结果，有时可以将某一乘积项以（ ） ，将一项展开为两项，或利用公式A增加 项，再与其他乘积项进行合并化简，以达到求得最简结果的目的。ABC
22、ABC【知识点 8】卡诺图法化简合并 1 格的简易口诀：先圈孤立 1，照顾稀疏 1，合并相邻 1，画圈尽量大，避免冗余圈。2.2 本章重难点总结2.2.1 重难点知识点总结819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/10本章的重点是逻辑函数的基本公式、基本定理和基本定律，常用公式，逻辑函数的真值表、表达式、卡诺图表示法及其相互转换，最小项、最大项的概念，逻辑函数公式法化简和卡诺图法化简。2.2.2 本章重难点例题讲解【例题 1】列出下述问题的真值表，并写出描述该问题的逻辑函数表达式。有 A、B、C 三个输入信号，当三个输入信号中有两个或两个以上为高电平时，输出高电平时
23、，输出高电平，其余情况均输出低电平。解析：A、B、C 三个输入信号一共有八种可能的取值组合，即000、001、010 、011 、100 、101、110、111. 将这 8 种组合列于表的左边部分。同时以取值 1 表示高电平，取值 0 表示低电平，则根据问题的要求，可得到如表 2.1 所示的真值表。表 2.1 例 2-1 的真值表A B C P0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1由真值表可见， 的输入变量组合有 四组，所以可写出输出 P 的“积之PABC、 、 、和”式为： PABC同理，表 2-1-13 中 的输入
24、组合有 000、001、010、100 四组，所以可以写出输出函数的0“和之积”式为： ()()()()ABC易错点：列真值表时需要细心，稍微不注意就可能导致输出 的值出错，从而导致表达式出错，即P整个结果都错。另外在写写出输出函数的“和之积”式时，0 对应原变量，1 对应反变量，与我们习惯思维相矛盾，容易出错，做题时需要注意。819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/11【例题 2】已知等式 ，试证明将所有出现 的地方代之以 ，等式仍然()ABEAE()CD成立。解析：；()()CDCBAD原 式 左 边；原 式 右 边 =AB+A所以等式 成立。()()注意：在
25、使用代入规则时，一定要把所有出现被代替变量的地方都代之以同一函数，否则不正确。【例题 3】求 的反函数 。FABCDEF解析：由反演法则，可得： FABCDE反演规则实际上就是书上的反演律式（2-1-39）及式（2-1-39）的推广。可以用反演式及其他等式同样求出 。如：FFABCEDABEA易错点：反演规则是将 中所有的“ ”换成“+” ，所有的“+” 换成“ ”；所有的常量 换成常量 ，F01所有的常量 换成常量 ；所有的原变量换成反变量，所有的反变量换成原变量，这样所得到新的函数式10就是 。这里涉及到多次的对立变换，容易遗漏，做题时注意小心仔细。F【例题 4】将函数与或表达式 转换为其
26、他形式。FABC解析：（1）与非-与非式。将与或式两次取反，利用摩根定律（反演律）可得： FABCA819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/12（2）与或非式。首先求出反函数 FABCA然后再取反一次即得与或非表达式（3）或与式。将与或非式用摩根定律展开，即得或与表达式如下： ()FABCABC（4）或非-或非式。将或非表达式两次取反，用摩根定律展开一次得或非-或非表达式： ()FABA不管是何种形式给出的逻辑函数，总可转换成我们所需要的形式，用相应的逻辑门电路实现。由于“与或”形式物理意义明确，与真值表相对应，且人们对其相应的基本公式较为熟悉，一般情况下，函数均
27、以“与或”形式给出。【例题 5】将函数 展开成最小项表达式。FABCD解析：这是一个包含 4 变量的函数。可以把各个乘积项所缺变量逐步补齐。、 、 、FABCDABCADBCABDC或写成 1547312840(,)(0,8,5)mmF若函数不是简单的与-或表达式则先将其变换成与- 或表达式，再展开成最小项表达式。【例题 6】化简 ADBACDEGBDH解析：819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/13()()ABCDAEGBHAB原 式 多 余 项 定 律易错点：对于这一类的综合型的逻辑函数化简，切不可心急，有时候为了能够快速完成化简，往往希望在任何能够实现化简
28、的地方同时进行化简，这样容易前后错乱，导致解题出错。解这类题时，希望养成良好的习惯，一步步进行化简。2.3 本章典型题库2.3.1 作业1.一位二进制加法电路，有 3 个输入端 A、B、C，它们分别为加数、被加数及由低位来的进位位，有两个输出端 S、 分别表示输出和数及向高位的进位数。列出真值表并写出逻辑函数表达式。1Ci2.用真值表证明下列等式（1） AB（2） A（3） ()()CBC3.写出下列函数的对偶式 G 及反函数 F：（1） FD（2） ABE（3） ()()CAC（4） 0F（5） ABDED4.用逻辑代数的公式，将下列函数化简成最简的“与或”式：（1） FCABC（2） （3
29、） ()819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/14（4） ()FACBAC（5） DB5.用卡诺图将下列函数化简成最简“与或”式：（1） ()(0,1345,7)（2） 28FABC（3） ()(,01,35)D（4） 134579（5） ()(0,8,)(,)dFABC（6） 261,378,14D（7） ()(,457956,205,930,1)E（8） （变量 不可能出现相同的值）FABCABCD2.3.2 作业答案1.真值表如图 2-1 所示，表 2-1 题 1 的真值表A B C S 1iC0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1
30、1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 12.证：（1）证明过程如表 2-2 所示 0819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/15A B A B A B + + A + B0 00011 110 0 00 0 10 1 01 0 0表 2 - 2 等式 ( 1 ) 的证明过程00111111相等（2）证明过程如表 2-3 所示。A B C A B AB0 00100 1000011100100表 2 - 3 等式 ( 2 ) 的证明过程010 11相等110 1010111100 010111000CC0 10 00 10
31、00 01 01 00 00 10 00 01 01 0（3）证明过程如表 2-4 所示。819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/16A B C A + B0 00100 1000 01= 0100 + 0 + 0 = 00100表 2 - 4 等式 ( 3 ) 的证明过程00111111相等A B + B C + A C B + C A + C110 101011110 + 0 + 0 = 00 + 0 + 0 = 00 + 1 + 0 = 10 + 0 + 0 = 00 + 0 + 1 = 11 + 0 + 0 = 11 + 1 + 1 = 11 11 1 1
32、1 1 11 1 1= 0= 0= 0= 1= 1= 1= 13. 解 对偶法则：将原式+，+，10，01 并保持原来的优先级别，即得原函数对偶式。反演法则；将原函数中+；+；01,10；原变量反变量；反变量原变量，两个或两个以上变量的非号不变，并保持原来的优先级别，得原函数的反函数。（1） FABCD()G（2） FABCDEG（3） ()(FABCAC()()（4） 0FABC()1G819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/17（5） FABCDED()()()GA4.解：（1） FABCAB（2） DC（3） （4） ()()FACBAC()ABCAB（5）
33、 FDCACBABDACB5.解：（1）卡诺图简化过程如图(a)所示。简化结果为 ，其逻辑图如图（b）所CBBF示。819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/18（2）卡诺图简化过程如图(a)所示。简化结果为 ，其逻辑图如图（b）所示。DBF（3） 卡诺图简化过程如图(a)所示。简化结果为 ，其逻CDBDBF辑图如图（b）所示。（4）卡诺图简化过程如图(a)所示。简化结果为 ，其逻辑图如图BCDACBF（b）所示。819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/19（5）与或式、与非式化简过程如图(a)所示。化简结果为： 与 非 式与 或 式A
34、BCDCBF与或非式、或与式和或非式化简如图(b)所示。化简结果为： 或 非 式或 与 式与 或 非反 函 数DCBACBF)()(（6）卡诺图化简过程如图所示。图(a)圈“1”化简结果为： 与 非 式与 或 式DACF图(b)圈“0” ，化简结果为： 或 非 式或 与 式与 或 非反 函 数DCAF)(819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/20（7）卡诺图简化过程如图(a)所示。简化结果为 ，其逻辑图如ECBDEBCF图（b）所示。（8）卡诺图化简过程如图所示。图(a)圈“1“，化简结果为； 与 非 式与 或 式DBCAF图(b)圈“0”化简结果为； 或 非
35、式或 与 式与 或 非反 函 数CBDAF)()(819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/21第三章 集成逻辑门3.1 本章知识点串讲【知识点 1】晶体管开关特性双极型 TTL 逻辑门电路是以晶体二极管和三极管作为开关器件，影响他们开关速度的主要因素是器件内部的电荷存储和消散的时间。（1） 晶体二极管稳态开关特性。当 时，二极管导通，二极管流过的电流和输出电压为：IthvV（3-1 ）IDviR（3-2 ）OI其中， 为二极管正向开启电压，又称阈值电压。对于硅二极管 ，锗二极管为thV 0.67thV。 为导通管压降，硅管 V，锗管 V。0.23tDv0.7Dv3
36、Dv当 时，二极管截止， ， ， 。Iv0iIO（2） 晶体三极管开关特性。晶体三极管作为开关，稳态时有两种工作状态：a. 工作在截止状态，称为稳态断开状态。此时，输出为高电平 。0,COCivVOHVb. 工作在饱和状态时称为稳态闭合状态，此时输入回路实际基极电流大于临界饱和基极电流，已经进入饱和状态的电流条件为：819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/22（3-3 ）BSi其中， 称为临界饱和基极电流。()CEsetBSViR临界饱和集电极电流为 （3-5()(/CSCEsetiVR）饱和时输出电压为 ，即：饱和时输出为低电平 。()0.3OCEsetvOLV
37、【知识点 2】TTL 集成与非门电路的工作原理（略） 。TTL 集成与非门电路采用推拉输出电路，在稳态，不论电路处于开态还是处于关态，均具有较低的输出电阻，从而大大提高了负载能力。多发射极晶体管与推拉输出电路共同作用，大大提高了工作速度。【知识点 3】在使用 TTL 与非门时，如果输入信号数比输入端少，就会有多余输入端。为了避免多余输入端拾取干扰，一般将多余输入端接高电平，或者与有用输入端并接。【知识点 4】OC 门在工程实践中，往往需要将两个门的输出端并联以实现与逻辑的功能，称为线与。如果两个普通推拉式输出结构的 TTL 与非门电路的输出端连接在一起，当一个门输出高电平另一个门输出低电平时，
38、将会产生很大的电流，有可能导致器件损毁，无法形成有效的线与逻辑关系，这个问题可以采用 OC 门来实现。为了使 TTL 门能够实现线与，把输出及改为集电极开路的结构，简称 OC 门。集电极开路门，也常用于驱动高电压、大电流的负载。【知识点 5】三态门（TSL 门）三态输出门（简称三态门） ，是在普通门电路的基础上，增加控制端和控制电路构成。三态：包括高阻态、关态（输出高电平） 、开态（输出低电平） 。利用三态门可以实现总线（Bus）结构，如图（a）所示。只要控制各个门的 端，轮流定时的使EN各个 端为 1，并且在任何时刻只有一个 端为 1.这样就可以把各个门的输出信号轮流的传输到总线ENEN上。
39、819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/23（a）三态门接成总线结构 （b）三态门实现数据双向传输利用三态门还可以实现数据的双向传输，如图（b）所示，其中门 和门 为三态反向器，门 高1G21G电平有效，门 低电平有效。当三态使能端 时， 经门 反向送到数据总线，门 呈高阻态；2G1ENOD2当三态使能端 时，数据总线中的 由门 反向后输出，而门 呈高阻态。0ENI2G13.2 本章重难点总结3.2.1 重难点知识点总结本章重点：（1）晶体管的开关特性。（2）使用 TTL 与非门时多余输入端的处理。（3）线与（4）OC 门的结构与应用（3）三态门是哪三态？三态门有
40、哪些应用？本章难点：门电路的电路结构、工作原理及参数计算。3.2.2 本章重难点例题讲解【例题 1】对普通 TTL 门电路使用时应注意：输出端不能（ ）。对 CMOS 门电路使用时，多余输入端不能（ ），以免拾取脉冲干扰。解析：直接并接 悬空【例题 2】若将一个 TTL 异或门（输入端为 A、B ）当作反相器使用，则 A、B 端应该如何连接。解析：A 和 B 中一个作为正常输入端，另一个置 1 即高电平即可。819 数字电路逻辑设计 强化课程讲义海文考研专业课频道 http:/24【例题 3】三态门的输出可以实现 、 、 状态。解析：高阻态、关态（输出高电平）、开态（输出低电平）【例题 4】用
41、异或门实现方向功能，多余输入端应接（ ）。解析：高电平【例题 5】为了避免干扰，MOS 门的多余输入端不能作 处理。解析：悬空【例题 6】TTL 或门多余输入端应该接 电平，CMOS 门电路多余管脚不应该 。TTL 与非门的灌电流负载发生在输出 电平情况下，拉电流负载发生在输出 电平情况下。解析： 低 悬空 低 高 【例题 7】利用三态反相器可以控制对总线的数据读写方向，下图中门 和 为三态反相器，试分1G2析：（1）从总线读取数据的控制原理？ （2）向总线写数据的控制原理？解析：（1） EN 为低电平，三态门 导通， 不通，数据流方向从总线通过 到 ，实现从总线读2G1 2GID取数据。（2） EN 为高电
