1、数字电路模块全册配套最完整数字电路模块全册配套最完整 精品课件精品课件3 2 晶体管开关电路晶体管开关电路 3 一、模拟电路和数字电路模拟电路和数字电路 模拟信号：在时间上和数值上连续的信 号。 数字信号：在时间上和数值上不连续的 （即离散的）信号。 对模拟信号进行传输、处理的电子线路 称为模拟电路。 对数字信号进行传输、处理的电子线路 称为数字电路。 4 数字电路和模拟电路特点比较数字电路和模拟电路特点比较 比较对象比较对象模拟电路模拟电路数字电路数字电路 处理信号处理信号模拟信号模拟信号数字信号数字信号 三极管工作区三极管工作区放大区放大区饱和、截止区饱和、截止区 基本电路元件基本电路元件
2、三极管、场效应管、运放三极管、场效应管、运放逻辑门电路、触发器逻辑门电路、触发器 典型电路典型电路 信号放大、运算、处理、信号放大、运算、处理、 发生发生 组合、时序、组合、时序、A/DA/D、D/AD/A转换转换 研究对象研究对象 输入输出输入输出大小相大小相 位关系位关系 研究方法研究方法 图解分析、小信号模型分图解分析、小信号模型分 析析 逻辑代数、状态表、逻辑图逻辑代数、状态表、逻辑图 5 二、晶体二极管的开关特性及其应用二、晶体二极管的开关特性及其应用 1、晶体二极管的开关特性 虚拟试验1：晶体二极管开关特性的测试 学生：观察虚拟试验的输入、输出波形变 化。 6 晶体二极管开关特性的
3、测试电路图 7 对测试结果进行分析 二极管在加正向电压UAB时，导通，相当 于闭合的开关。加反向电压UAB时，截止， 相当于断开的开关。 当电压UAB频率增加到一定值时，如图2b 所示的AB、CD端波形。二极管已失去单 向导电特性，也就失去其开关作用。 原因：电荷的存储效应，即反向恢复时 间的存在，限制了二极管开关速度。 8 2、二极管开关参数 最大正向电流IF 最高反向工作电压UR 反向恢复时间trr ：使用时，脉冲信号周 期应大于trr的十倍。 9 3、晶体二极管的开关特性的应用 （1）虚拟试验2 ： 二极管限幅电路测试。 学生：观察虚拟试验输入、输出波形。 10 （2）虚拟试验结果分析：
4、 当uiux时，二极管正向导通，即开关闭 合，uo=ui ； 当uiux时，二极管截止，相当于开关断 开； uo=ux,使uiux以下部分波形被削去（波形 见图3b），所以称下限幅电路。 11 （3）二极管钳位电路 它利用二极管开关特性，使ui正半周和负 半周电路的充放电时间常数相差悬殊而 实现钳位的。 12 三、晶体三极管开关特性 1、虚拟试验3 ：三极管开关特性测试。 （电路图4） 在图4三极管电路基极输入脉冲信号，观 察灯泡发光情况。 学生；观察虚拟试验现象。 13 三极管开关特性测试电路图 图4 三极管开关特性演示实验 图5 三极管开关特性等效电路 14 2、对结果进行分析 （1）三极
5、管开关特性 当UBEUth时，三极管处于截止状态。三极管三个电 极间相当于开路，开关断开，当Ib IBS 时，三极管饱 和，相当于开关闭合。 （2）三极管开关时间： 三极管从饱和导通到截止需要一定时间，称为关闭时 间toff，从截止到饱和导通也需要一定时间，称之为开 启时间ton. 15 16 3、三极管开关特性的应用 分析： 图6 就是反相器实例 输入Ui 与 输出Uo反相。 图6 基极电阻并联加速电容的开关电路 17 小结小结 1、晶体二极管开关特性. 2、晶体三极管开关特性：通过对基极电位 控制，使三极管外于饱和导通状态（c、 e相当于开关闭合）或处于截止状态（c、 e间相当于开关断开）
6、。 作业作业:见参考书见参考书1P152 1 2 3 18 制作：浙江广厦建设职业技术学院 信息与控制工程学院 逻辑门电路逻辑门电路 19 最基本基本的逻辑关系有三种，即：与逻辑、 或逻辑、非逻辑 复合复合逻辑关系有：与非，或非，异或， 同或。 我们主要讨论集成门电路集成门电路的逻辑功能和 应用。 20 一、与逻辑、与门电路、与逻辑表达式一、与逻辑、与门电路、与逻辑表达式 1、与逻辑概念、与逻辑概念 ：指决定事件的所有条件 都具备之后，该事件才会发生，而且一 定会发生，这样的因果关系称与逻辑关 系（亦称逻辑乘）。 如：开关如：开关A，B串联控制灯泡串联控制灯泡Y（图见后页）（图见后页） 2、学
7、生试验、学生试验1 ：按试验操作单操作。 21 电路图 L=AB E AB Y A BY 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 Y A B （b） 管脚图 三、码制变换译码器 138 74LS42真值表 139 1、数字显示器分类： 按显示方式分，有字型重叠式、点阵式、分段式等 按发光物质分，有发光二极管(LED)式、荧光式、液晶显示等 COM a bcdef g DP 共阳极： 共阴极： COM abc def g DP LED显示器的两种结构： 140 显示器件：常用的是七段显示器件 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 a b c
8、d e f g a b c d f g e0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 141 2、七段显示译码器 显示译码器与显 示器件的连接： bfac d e g bfac d e g D C B A 142 小结小结 1、3线8线译码器每输入一组二进制代码 信号，只有一个输出端有有效信号输出。能 方便地实现逻辑函数的功能。 2、4线10线译码器能把8421码变换成对应 的十进制09十个信号输出。 3、译码显示电路由显示译码器、驱动器和 显
9、示器组成。显示译码器的具有显示和译码 功能。 作业作业:参考书2 P172 习题8 (1) 、10 、 11 143 制作：浙江广厦建设职业技术学院 信息与控制工程学院 触触 发发 器器 144 触发器输出有两种可能的状态：0、1 输出状态不只与现时的输入有关，还与原来的输出 状态有关 触发器是有记忆功能的逻辑部件 按功能分类：R-S触发器、D型触发器、JK触发器、 T型触发器等 按稳定状态分类：双稳态触发器、单稳态触发器、 无稳态触发器 一、触 发 器的概念 145 两个电压比较器: A1、 A2 ;一个 RS 触发器; 一个反相器和一个晶体管T等。 具体结构见后图。 210 1234 56
10、78 555 VCCD THCO GND TRUoRD 电 源 放 电 阈 值 电控 压制 地触 发 输 出 复 位 电源电压范围: 4.5V 18V 管脚图 VCC TH CO TR Q Q - + + - A1 A2 D T uo 8 7 6 4 5 3 2 1 R R R DS DR 211 二、555定时器组成的单稳态触发器 1、单稳态触发器简称单稳态。 它的突出特点是: 输出端只有一个稳定状态, 另一 个状态则是暂稳态.加入触发信号后,它可以由稳定状态 转入暂稳态,但是 , 经过一定时间以后,它又会自动返回 原来的 稳定状态。 稳定状态稳定状态 暂稳态 由外界触发 自动返回 学习的重
11、点:为什么会自动返回?需多少时间? 212 2. 555定时器组成的单稳态触发器 0 t 0 t 0 t ui uCT u o 2VCC /3 TW uo Q Q + - - + A1 A2 VC C T R R DS DR ui RT C T C R S 若S打开 , 则 ui = 1 ; 若S合上 , 则 ui = 0 。 213 若S打开 , 则 ui = 1 ; 若S合上 , 则 ui = 0。 接通电源后，设按钮 S 处于打开状态,电容已 充电至稳态。 此时uo = 0 , 555内的晶体管T 导通 , 电容 CT 被短路, TH VCC /3 。 Uo保持0状态。 uo Q Q +
12、 - - + A1 A2 VC C T R R DS DR ui RT C T C R S 214 若S打开 , 则 ui = 1 ; 若S合上 , 则 ui = 0。 0 t ui uo = 0 , 555内的管T导 通 , 电容 CT 被短路。 0 t uCT 2VCC /3 0 t uo uo Q Q + - - + A1 A2 VC C T R R DS DR ui RT C T C R S 215 0 t ui S按下时, TR VCC /3,已有 TH 2VCC /3 , 且按钮已 松开， TR VCC /3 , 则uo = 0 ; 555内的 晶体管T也由截止变成导 通 , 电容
13、CT 迅速放电而变 成 0V。 0 t ui 0 t uCT 2VCC /3 0 t u o uo Q Q + - - + A1 A2 VC C T R R DS DR ui RT C T C R S 217 0 t ui 0 t uCT 2VCC /3 0 t uo 由以上过程可以看出 : 按钮每按动一次 , uo 便输 出一个正脉冲,其宽度 TW 由 RT CT 决定 。 TW=1.1RTCT TW uo Q Q + - - + A1 A2 VC C T R R DS DR ui RT C T C R S 218 3、 单稳态触发器的应用 单稳的应用多种多样,如:整形、延时控制、定时 顺序
14、控制等等。 例如“ 延时控制 ”,利用单稳可以取得延时作 用,延长的时间可以通过 R、C调节。 219 三、555组成的多谐振荡器 uC 0 t VCC /3 2VCC /3 0 t uo 波形 uo Q Q + - - + A1 A2 VC C T R R DS DR u C R1 C R R2 220 设电容C 原先未充电, 故 TH = TR ,或=)时，其处于 截止状态。（Uth为三极管发射结导通电压）。 4. 在实验和实际中，可在三极管的基极电阻上并联一 个_来加速管子开启和关闭速度。 5. n个变量有_个最小项。 6. 三态输出与非门的输出端有三种状态：_， _，_。 7.逻辑变量的取值有种，即 。 8.逻辑代数中0和1不再表示， 而只能表示。 9.（7-1中）模拟电路与数字电路的主要区别是 ，。 10.正逻辑的与非门等于负逻辑的门； 负逻辑的异或门等于正逻辑的门。 11.楼梯上下用两个单刀双掷开关控制同一个电 灯属于逻辑上的_门。 二、计算题的练习二、计算题的练习 1.用卡诺图化简下列逻辑函数成最简与或 式。 1). Y1(ABC)=m(0、1、2、5) 2). Y1(ABCD)=m(0、4、6、8、10、12、 14) 3). Y1(ABCD)=m(1、3、4、5、7、10、 12、14) 2. 回答下面门电路图的逻辑功能，并写 出表达式。 + - U Y AB
