1、1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识1.1.1 本征半导体本征半导体 纯净的具有晶体结构的半导体纯净的具有晶体结构的半导体导体：导体：自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属，金属一般都是导体。一般都是导体。绝缘体：绝缘体：有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为体之间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷化镓，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。一、一、导体、半导
2、体和绝缘体导体、半导体和绝缘体PNJunction半导体半导体的导电机理不同于其它物质，所以的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：它具有不同于其它物质的特点。例如：当受外界热和光的作用时，当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。会使它的导电能力明显改变。光敏器件光敏器件二极管二极管+4+4+4+4+4+4+4+4+4 完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为本征半导体称为本征半导体 将硅或锗材料提将硅
3、或锗材料提纯便形成单晶体，纯便形成单晶体，它的原子结构为它的原子结构为共价键结构。共价键结构。价价电电子子共共价价键键图图 1.1.1本征半导体结构示意图本征半导体结构示意图二二、本征半导体的、本征半导体的晶体晶体结构结构当温度当温度 T=0 K 时，半导时，半导体不导电，如同绝缘体。体不导电，如同绝缘体。+4+4+4+4+4+4+4+4+4图图 1.1.2本征半导体中的本征半导体中的 自由电子和空穴自由电子和空穴自由电子自由电子空穴空穴 若若 T ，将有少数价，将有少数价电子克服共价键的束缚成电子克服共价键的束缚成为为自由电子自由电子，在原来的共，在原来的共价键中留下一个空位价键中留下一个空
4、位空穴。空穴。T 自由电子自由电子和和空穴空穴使使本本征半导体具有导电能力，征半导体具有导电能力，但很微弱。但很微弱。空穴可看成带正电的空穴可看成带正电的载流子。载流子。三三、本征半导体、本征半导体中的两种载流子中的两种载流子（动画1-1）（动画1-2）四、本征半导体中本征半导体中载流子的浓度载流子的浓度在一定温度下在一定温度下本征半导体中本征半导体中载流子的浓度是一定的，载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。并且自由电子与空穴的浓度相等。本征激发本征激发复合复合动态平衡动态平衡1.半导体中两种载流子半导体中两种载流子带负电的带负电的自由电子自由电子带正电的带正电的空穴空穴 2.
5、本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，称为称为 电子电子-空穴对。空穴对。3.本征半导体中本征半导体中自由电子自由电子和和空穴空穴的浓度的浓度用用 ni 和和 pi 表示，显然表示，显然 ni=pi。4.由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又不断的复合。不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动在一定的温度下，产生与复合运动会达到平衡，载流子的浓度就一定了。会达到平衡，载流子的浓度就一定了。5.载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升高，基本按指数规律增加。高
6、，基本按指数规律增加。小结小结1.1.21.1.2杂质半导体杂质半导体杂质半导体有两种杂质半导体有两种N 型半导体型半导体P 型半导体型半导体一、一、N 型半导体型半导体(Negative)在硅或锗的晶体中掺入少量的在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价价杂质元素，如杂质元素，如磷、锑、砷等，即构成磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体型半导体(或称电子型或称电子型半导体半导体)。常用的常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。价杂质元素有磷、锑、砷等。本征半导体掺入本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有硅原子将被杂质原子代替。杂质
7、原子最外层有 5 个价个价电子，其中电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受个与硅构成共价键，多余一个电子只受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。自由电子浓度远大于空穴的浓度，即自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n p。电子称为多数载流子电子称为多数载流子(简称多子简称多子)，空穴称为少数载流子空穴称为少数载流子(简称少子简称少子)。5 价杂质原子称为价杂质原子称为施主原子。施主原子。+4+4+4+4+4+4+4+4+4+5自由电子自由电子施主原子施主原子图图 1.1.3N 型半导体型半导体二、二、P 型半导体型半导体+4+4+4+4+
8、4+4+4+4+4在硅或锗的晶体中掺入少量的在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价价杂质元素，如杂质元素，如硼、镓、铟等，即构成硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体型半导体。+3空穴浓度多于电子空穴浓度多于电子浓度，即浓度，即 p n。空穴空穴为多数载流子为多数载流子，电子为，电子为少数载流子。少数载流子。3 价杂质原子称为价杂质原子称为受主原子。受主原子。受主受主原子原子空穴空穴图图 1.1.4P 型半导体型半导体说明：说明：1.掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决定少数载流子的浓度。定少数载流子的浓度。3.杂质半导体总体上保持电中性。杂质半导体总体上保
9、持电中性。4.杂质半导体的表示方法如下图所示。杂质半导体的表示方法如下图所示。2.杂质半导体杂质半导体载流子的数目载流子的数目要远远高于本征半导要远远高于本征半导体，因而其导电能力大大改善。体，因而其导电能力大大改善。(a)N 型半导体型半导体(b)P 型半导体型半导体图图 杂质半导体的的简化表示法杂质半导体的的简化表示法 在一块半导体单晶上一侧掺杂成为在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体，另型半导体，另一侧掺杂成为一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了型半导体，两个区域的交界处就形成了一个特殊的薄层，一个特殊的薄层，称为称为 PN 结结。PNPN结结图图 PN 结的形成
10、结的形成一、一、PN 结的形成结的形成1.1.3PN结结 PN 结中载流子的运动结中载流子的运动耗尽层耗尽层空间电荷区空间电荷区PN1.扩散运动扩散运动2.扩散运动扩散运动形成空间电荷区形成空间电荷区电 子 和 空 穴电 子 和 空 穴浓度差形成浓度差形成多数多数载流子的扩散运载流子的扩散运动。动。PN 结，耗结，耗尽层。尽层。PN（动画1-3）3.空间电荷区产生内电场空间电荷区产生内电场PN空间电荷区空间电荷区内电场内电场Uho空间电荷区正负离子之间电位差空间电荷区正负离子之间电位差 Uho 电位壁垒电位壁垒；内电场内电场；内电场阻止多子的扩散；内电场阻止多子的扩散 阻挡层阻挡层。4.漂移运
11、动漂移运动内电场有利内电场有利于少子运动于少子运动漂漂移。移。少子的运动少子的运动与多子运动方向与多子运动方向相反相反 阻挡层阻挡层5.扩散与漂移的动态平衡扩散与漂移的动态平衡扩散运动使空间电荷区增大，扩散电流逐渐减小；扩散运动使空间电荷区增大，扩散电流逐渐减小；随着内电场的增强，漂移运动逐渐增加；随着内电场的增强，漂移运动逐渐增加；当扩散电流与漂移电流相等时，当扩散电流与漂移电流相等时，PN 结总的电流等结总的电流等于零，空间电荷区的宽度达到稳定。于零，空间电荷区的宽度达到稳定。对称结对称结即即扩散运动与漂移运动达到动态平衡。扩散运动与漂移运动达到动态平衡。PN不对称结不对称结1.外加正向电
12、压时处于导通状态外加正向电压时处于导通状态又称正向偏置，简称正偏。又称正向偏置，简称正偏。外电场方向外电场方向内电场方向内电场方向耗尽层耗尽层VRI空间电荷区变窄，有利空间电荷区变窄，有利于扩散运动，电路中有于扩散运动，电路中有较大的正向电流。较大的正向电流。图图 1.1.6PN什么是什么是PN结的单向结的单向导电性？导电性？有什么作用？有什么作用？在在 PN 结加上一个很小的正向电压，即可得到较大的结加上一个很小的正向电压，即可得到较大的正向电流，为防止电流过大，可接入电阻正向电流，为防止电流过大，可接入电阻 R。2.外加反向电压时处于截止状态外加反向电压时处于截止状态(反偏反偏)反向接法时
13、，外电场与内电场的方向一致，增强了内反向接法时，外电场与内电场的方向一致，增强了内电场的作用；电场的作用；外电场使空间电荷区变宽；外电场使空间电荷区变宽；不利于扩散运动，有利于漂移运动，漂移电流大于扩不利于扩散运动，有利于漂移运动，漂移电流大于扩散电流，电路中产生反向电流散电流，电路中产生反向电流 I；由于少数载流子浓度很低，反向电流数值非常小。由于少数载流子浓度很低，反向电流数值非常小。耗尽层耗尽层图图 1.1.7PN 结加反相电压时截止结加反相电压时截止 反向电流又称反向电流又称反向饱和电流反向饱和电流。对温度十分敏感对温度十分敏感，随着温度升高，随着温度升高，IS 将急剧增大将急剧增大。
14、PN外电场方向外电场方向内电场方向内电场方向VRIS 当当 PN 结正向偏置时，回路中将产生一个较大的结正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向电流，正向电流，PN 结处于结处于 导通状态导通状态；当当 PN 结反向偏置时，回路中反向电流非常小，结反向偏置时，回路中反向电流非常小，几乎等于零，几乎等于零，PN 结处于结处于截止状态截止状态。（动画1-4）（动画1-5）综上所述：综上所述：可见，可见，PN 结具有结具有单向导电性单向导电性。四、四、PN结的伏安特性结的伏安特性i=f(u)之间的关系曲线。之间的关系曲线。604020 0.002 0.00400.5 1.02550i/mAu/V正向特
15、性正向特性死区电压死区电压击穿电压击穿电压U(BR)反向特性反向特性图图 1.1.10PN结的伏安特性结的伏安特性反向击穿反向击穿齐纳击穿齐纳击穿雪崩击穿雪崩击穿五、五、PN结的电容效应结的电容效应当当PN上的电压发生变化时，上的电压发生变化时，PN 结中储存的电荷量结中储存的电荷量将随之发生变化，使将随之发生变化，使PN结具有电容效应。结具有电容效应。电容效应包括两部分电容效应包括两部分势垒电容势垒电容扩散电容扩散电容1.势垒电容势垒电容Cb是由是由 PN 结的空间电荷区变化形成的。结的空间电荷区变化形成的。(a)PN 结加正向电压结加正向电压（b)PN 结加反向电压结加反向电压-N空间空间
16、电荷区电荷区PVRI+UN空间空间电荷区电荷区PRI+-UV空间电荷区的正负离子数目发生变化，如同电容的空间电荷区的正负离子数目发生变化，如同电容的放电和充电过程。放电和充电过程。由于由于 PN 结结 宽度宽度 l 随外加随外加电压电压 u 而变化，因此而变化，因此势垒电容势垒电容 Cb不是一个常数不是一个常数。其。其 Cb=f(U)曲线如图示。曲线如图示。OuCb图图 1.1.11（b)2.扩散电容扩散电容 Cd Q是由多数载流子在扩散过程中积累而引起的。是由多数载流子在扩散过程中积累而引起的。在某个正向电压下，在某个正向电压下，P 区中的电子浓度区中的电子浓度 np(或或 N 区的空穴浓度
17、区的空穴浓度 pn)分布曲线如图中曲线分布曲线如图中曲线 1 所示。所示。x=0 处为处为 P 与与 耗耗尽层的交界处尽层的交界处当电压加大，当电压加大，np(或或 pn)会升高，会升高，如曲线如曲线 2 所示所示(反之浓度会降低反之浓度会降低)。OxnPQ12 Q当加反向电压时，扩散运动被削弱，当加反向电压时，扩散运动被削弱，扩散电容的作用可忽略。扩散电容的作用可忽略。Q正向电压变化时，变化载流子积累正向电压变化时，变化载流子积累电荷量发生变化，相当于电容器充电和电荷量发生变化，相当于电容器充电和放电的过程放电的过程 扩散电容效应。扩散电容效应。图图 1.1.12PNPN 结结综上所述：综上
18、所述：PN 结总的结电容结总的结电容 Cj 包括势垒电容包括势垒电容 Cb 和扩散电容和扩散电容 Cd 两部分两部分。Cb 和和 Cd 值都很小，通常为几个皮法值都很小，通常为几个皮法 几十皮法，几十皮法，有些结面积大的二极管可达几百皮法。有些结面积大的二极管可达几百皮法。当反向偏置时，势垒电容起主要作用，可以认为当反向偏置时，势垒电容起主要作用，可以认为 Cj Cb。一般来说，当二极管正向偏置时，扩散电容起主要一般来说，当二极管正向偏置时，扩散电容起主要作用，即可以认为作用，即可以认为 Cj Cd；在信号频率较高时，须考虑结电容的作用。在信号频率较高时，须考虑结电容的作用。1.1 1.1 数
19、字电路的基本概念数字电路的基本概念5V(V)0t(ms)102030 4050数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流。数字信号在电路中常表现为突变的电压或电流。一、模拟信号与数字信号一、模拟信号与数字信号模拟信号模拟信号时间连续数值也连续的信号。如速度、压时间连续数值也连续的信号。如速度、压力、温度等。力、温度等。数字信号数字信号在时间上和数值上均是离散的。如电子表在时间上和数值上均是离散的。如电子表的秒信号，生产线上记录零件个数的记数信号等。的秒信号，生产线上记录零件个数的记数信号等。有两种逻辑体制：有两种逻辑体制：正逻辑体制正逻辑体制规定：高电平为逻辑规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑，
20、低电平为逻辑0。负逻辑体制负逻辑体制规定：低电平为逻辑规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑，高电平为逻辑0。下图为采用正逻辑体制所表的示逻辑信号：下图为采用正逻辑体制所表的示逻辑信号：二、正逻辑与负逻辑二、正逻辑与负逻辑 数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑和逻辑0）。）。逻辑逻辑0 逻辑逻辑0 逻辑逻辑0 逻辑逻辑1 逻辑逻辑1 三、数字信号的主要参数三、数字信号的主要参数 一个理想的周期性数字信号，可用以下几个参数来描绘：一个理想的周期性数字信号，可用以下几个参数来
21、描绘：Vm信号幅度。信号幅度。T信号的重复周期。信号的重复周期。tW脉冲宽度。脉冲宽度。q占空比。其定义为：占空比。其定义为：%100(%)WTtq5V(V)0t(ms)twTVm 图中所示图中所示为三个周期相为三个周期相同（同（T T=20ms=20ms），），但幅度、脉冲但幅度、脉冲宽度及占空比宽度及占空比各不相同的数各不相同的数字信号。字信号。Vt(V)(ms)501020304050Vt(V)(ms)01020304050Vt(V)(ms)010203040503.610(a)(b)(c)1.2 1.2 数数 制制例例1.2.11.2.1 将二进制数将二进制数10011.1011001
22、1.101转换成十进制数。转换成十进制数。解：解：将每一位二进制数乘以位权，然后相加，将每一位二进制数乘以位权，然后相加，可得可得 (10011.101)(10011.101)B B1 12 24 40 02 23 30 02 22 21 12 21 11 12 20 01 12 21 10 02 22 21 12 23 3 （19.625)19.625)D D一、几种常用的计数体制一、几种常用的计数体制 1.1.十进制十进制(Decimal)(Decimal)2.2.二进制二进制(Binary)(Binary)3.3.十六进制十六进制(Hexadecimal)(Hexadecimal)与八进
23、制（与八进制（OctalOctal）二、不同数制之间的相互转换二、不同数制之间的相互转换 1 1二进制转换成十进制二进制转换成十进制231152122222余0余1余1余1余10bbbbb01234读取次序例例1.2.21.2.2 将十进制数将十进制数2323转换成二进制数。转换成二进制数。解：解：用用“除除2 2取余取余”法转换法转换:2.2.十进制转换成二进制十进制转换成二进制则（则（23)23)D D=（10111)10111)B B 1.3 1.3 二二十进制码（十进制码（BCDBCD码）码）BCDBCD码码用二进制代码来表示十进制的用二进制代码来表示十进制的0 09 9十个数。十个数
24、。要用二进制代码来表示十进制的要用二进制代码来表示十进制的09十个数，至少要用十个数，至少要用4位二进制数。位二进制数。4位二进制数有位二进制数有16种组合，可从这种组合，可从这16种组合中选择种组合中选择10种种组合分别来表示十进制的组合分别来表示十进制的09十个数。十个数。选哪选哪10种组合，有多种方案，这就形成了不同的种组合，有多种方案，这就形成了不同的BCD码。码。位权位权0123456789十进制数十进制数8 4 2 10 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 18421码码2 4 2 1
25、0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 12421码码0 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 111 0 00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 01 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 111 0 05 4 2 15421码码无权无权余余3码码 常用常用BCDBCD码码 1.4 1.4 数字电路中的二极管与三极管数字电路中的二极管与三极管(1)(1)加正向电压加正向电压
26、V VF F时，二极管导通，管压降时，二极管导通，管压降V VD D可忽略。二极可忽略。二极管相当于一个闭合的开关。管相当于一个闭合的开关。一、二极管的开关特性一、二极管的开关特性1 1二极管的静态特性二极管的静态特性DRLFFVIFKFRVLI 可见，二极管在电路中表现为一个可见，二极管在电路中表现为一个受外加电压受外加电压vi控制的开关控制的开关。当外加电压当外加电压vi为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的为一脉冲信号时，二极管将随着脉冲电压的变化在变化在“开开”态与态与“关关”态之间转换。这个转换过程就态之间转换。这个转换过程就是二极管开关的是二极管开关的动态特性动态特性。(2)(2)
27、加反向电压加反向电压V VR R时，二极管截止，反向电流时，二极管截止，反向电流I IS S可忽略。二可忽略。二极管相当于一个断开的开关。极管相当于一个断开的开关。LKVRRDLRVSRI2 2二极管开关的动态特性二极管开关的动态特性 给二极管电路加入给二极管电路加入一个方波信号，电流的一个方波信号，电流的波形怎样呢？波形怎样呢？ts为存储时间，为存储时间，tt称为渡越时间。称为渡越时间。trets十十tt称为称为反向恢复时间反向恢复时间+DLIRvitRtt(c)sItiI0.1I1FRt0反向恢复时间：反向恢复时间：t treret ts s十十t tt t产生反向恢复过程的原因：产生反向
28、恢复过程的原因：反向恢复时间反向恢复时间t trere就是存储电荷消散所需要的时间。就是存储电荷消散所需要的时间。同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间，这段时同理，二极管从截止转为正向导通也需要时间，这段时间称为间称为开通时间开通时间。开通时间比反向恢复时间要小得多，一般。开通时间比反向恢复时间要小得多，一般可以忽略不计。可以忽略不计。+NPpLx浓浓度度分分布布耗耗尽尽层层NP区区区区中中空空穴穴区区中中电电子子区区浓浓度度分分布布nL 二、三极管二、三极管的开关特性的开关特性1 1三极管的三种工作状态三极管的三种工作状态 （1 1）截止状态：）截止状态：当当V VI I小于三极管发射结
29、死区电压时，小于三极管发射结死区电压时，I IB BI ICBOCBO00，I IC CI ICEOCEO00，V VCECEV VCCCC，三极管工作在截止区，对应图中的，三极管工作在截止区，对应图中的A A点。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+V+-T123BiRebiVCCRICbCcCEVVCiCSB1I0.7VB5C/RCIB2BIB3D=0IIBI=IBSCCEVCEAvICCB4工作状态工作状态截截 止止放放 大大饱饱 和和条条 件件工工作作特特点点偏值情况偏值情况集电极电集电极电流流管压降管压降近似
30、的等近似的等效电路效电路C、E间等间等效电阻效电阻cbebce0.7VIBICBIbce0.7VIBCSI0BIBSB0IIBSBII0CIBCIICCCCSC/RVIICCCEVVCCCCCERIVV-V3.0CESCEVV 三种工作状态比较三种工作状态比较发射结电压发射结电压死区电压死区电压发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏发射结正偏发射结正偏集电结正偏集电结正偏很大很大相当开关断开相当开关断开可变可变很小很小相当开关闭合相当开关闭合 2 2三极管的动态特性三极管的动态特性（1）延迟时间延迟时间td从从vi正跳变正跳变的瞬间开始，到的瞬间开始，到iC上升到上升到 0.1ICS所需的时
31、间所需的时间（2）上升时间上升时间triC从从0.1ICS上升到上升到0.9ICS所需的时间。所需的时间。（3）存储时间存储时间ts从从vi下跳变下跳变的瞬间开始，到的瞬间开始，到iC下降到下降到0.9ICS所需的时间。所需的时间。（4）下降时间下降时间tfC从从0.9ICS下下降到降到0.1ICS所需的时间。所需的时间。+V+-T123BiRebiVCCRICbCcCEVVi0V2ICICEOICStt1vCCSICSItiCSI0.10.9tdSttrtf开通时间开通时间ton=td+tr关断时间关断时间toff=ts+tf一、基本逻辑运算一、基本逻辑运算设：开关闭合设：开关闭合=“1”=
32、“1”开关不闭合开关不闭合=“0”=“0”灯亮，灯亮，L=1L=1 灯不亮，灯不亮，L=0L=0 1.5 1.5 基本逻辑运算基本逻辑运算 与逻辑与逻辑只有当决定一件事情的条件全部具备之后，只有当决定一件事情的条件全部具备之后，这件事情才会发生。这件事情才会发生。1 1与运算与运算BAL与逻辑表达式：与逻辑表达式：AB灯灯L不闭合不闭合不闭合不闭合闭合闭合闭合闭合不闭合不闭合闭合闭合不闭合不闭合闭合闭合不亮不亮不亮不亮不亮不亮亮亮0101BLA0011输输 入入0001输出输出 与逻辑真值表与逻辑真值表VBLAA&L=ABB2 2或运算或运算或逻辑表达式：或逻辑表达式：LA+B 或逻辑或逻辑当
33、决定一件事情的几个条件中，只要有一当决定一件事情的几个条件中，只要有一个或一个以上条件具备，这件事情就发生。个或一个以上条件具备，这件事情就发生。AB灯灯L不闭合不闭合不闭合不闭合闭合闭合闭合闭合不闭合不闭合闭合闭合不闭合不闭合闭合闭合不亮不亮亮亮亮亮亮亮0101BLA0011输输 入入0111输出输出 或逻辑真值表或逻辑真值表LBVAL=A+BA1B3 3非运算非运算非逻辑表达式：非逻辑表达式：AL 非逻辑非逻辑某事情发生与否，仅取决于一个条件，某事情发生与否，仅取决于一个条件，而且是对该条件的否定。即条件具备时事情不发生；而且是对该条件的否定。即条件具备时事情不发生；条件不具备时事情才发生
34、。条件不具备时事情才发生。A灯灯L闭合闭合不闭合不闭合不亮不亮亮亮LA0110非逻辑真值表非逻辑真值表ALRVL=A1A 二、其他常用逻辑运算二、其他常用逻辑运算 2 2或非或非 由或运算和非由或运算和非运算组合而成。运算组合而成。1 1与非与非 由与运算由与运算 和非运算组合和非运算组合而成。而成。0101BLA0011输输 入入1110输出输出“与与非非”真值真值表表0101BLA0011输输 入入1000输出输出“或或非非”真值真值表表&ABL=ABABL=A+B13 3异或异或 异或是一种异或是一种二变量二变量逻辑运算，逻辑运算，当两个变量取值相同时，逻当两个变量取值相同时，逻辑函数值
35、为辑函数值为0 0；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为1 1。0101BLA0011输输 入入0110输出输出“异或异或”真值真值表表BAL异或的逻辑表达式为：异或的逻辑表达式为：BAL=A=1+B 1.6 1.6 逻辑函数及其表示方法逻辑函数及其表示方法解：解：第一步：设置自变量和因变量。第一步：设置自变量和因变量。第二步：状态赋值。第二步：状态赋值。对于自变量对于自变量A、B、C设：设：同意为逻辑同意为逻辑“1”，不同意为逻辑不同意为逻辑“0”。对于因变量对于因变量L设：设：事情通过为逻辑事情通过为逻辑“1”，没通过为逻辑没通过为逻辑“0”。一、逻辑函数
36、的建立一、逻辑函数的建立例例1.6.11.6.1 三个人表决一件事情，结果按三个人表决一件事情，结果按“少数服从多数少数服从多数”的原则决的原则决定，试建立该逻辑函数。定，试建立该逻辑函数。第三步：根据题义及上述规定第三步：根据题义及上述规定 列出函数的真值表。列出函数的真值表。0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1A B C00010111 L三人表决电路真值表三人表决电路真值表 一般地说，若输入逻辑变量一般地说，若输入逻辑变量A、B、C的取值确定以后，输出逻辑变量的取值确定以后，输出逻辑变量L的值也唯的值也唯一地确定了，就称一地确定了，就称L是是A
37、、B、C的逻辑函数，的逻辑函数，写作：写作：L=f（A，B，C）逻辑函数与普通代数中的函数相比较，有两逻辑函数与普通代数中的函数相比较，有两个突出的特点：个突出的特点：（1 1）逻辑变量和逻辑函数只能取两个值）逻辑变量和逻辑函数只能取两个值0 0和和1 1。（2 2）函数和变量之间的关系是由）函数和变量之间的关系是由“与与”、“或或”、“非非”三种基本运算决定的。三种基本运算决定的。本章小结本章小结1 1数字信号在时间上和数值上均是离散的。数字信号在时间上和数值上均是离散的。2 2数字电路中用高电平和低电平分别来表示逻辑数字电路中用高电平和低电平分别来表示逻辑1 1和逻辑和逻辑0 0，它和二进
38、制，它和二进制数中的数中的0 0和和1 1正好对应。因此，数字系统中常用二进制数来表示数据。正好对应。因此，数字系统中常用二进制数来表示数据。3 3常用常用BCDBCD码有码有84218421码、码、242l242l码、码、542l542l码、余码、余3 3码等，其中码等，其中842l842l码使用码使用最广泛。最广泛。4 4在数字电路中，半导体二极管、三极管一般都工作在开关状态，即工在数字电路中，半导体二极管、三极管一般都工作在开关状态，即工作于导通（饱和）和截止两个对立的状态，来表示逻辑作于导通（饱和）和截止两个对立的状态，来表示逻辑1 1和逻辑和逻辑0 0。影。影响它们开关特性的主要因素是管子内部电荷存储和消散的时间。响它们开关特性的主要因素是管子内部电荷存储和消散的时间。5 5逻辑运算中的三种基本运算是与、或、非运算。逻辑运算中的三种基本运算是与、或、非运算。
