電子技術基礎與技能5.4邏輯門電路5.4邏輯門電路教學活動1：實踐導入學生觀察教師的演示實驗。【實驗步驟】（1）按圖5-4-1所示連接電路；（2）輸入信號脈沖（頻率要低于5Hz），觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。

【實驗現(xiàn)象】指示燈VD閃爍

【現(xiàn)象分析】當輸入電壓是＋5V時，三極管VT飽和導通，其集電極電壓很低，不足以使發(fā)光二極管VD發(fā)光；而當輸入電壓是0V時，三極管VT截止，集電極電源使VD發(fā)光。

從邏輯上講，這個電路具有邏輯判斷功能，VD發(fā)光，表示輸入電壓較低；而VD不亮，表示輸入電壓較高。我們把這種能夠根據(jù)輸入邏輯狀態(tài)決定輸出邏輯狀態(tài)的電路稱為邏輯門電路，又稱為邏輯門、門電路。圖5-4-1演示實驗電路圖5.4邏輯門電路教學活動2：邏輯門的基本知識一、高、低電平的規(guī)定所謂邏輯門電路，是指具有某一邏輯功能的電路，即當輸入具備一定狀態(tài)時，電路將有與之對應的輸出狀態(tài)。在邏輯電路中，輸入、輸出狀態(tài)是以其電壓狀態(tài)，即電壓水平（簡稱電平）來反映的。從邏輯的角度講，邏輯電路中的電平只能有高電平和低電平兩種狀態(tài)。我們對高、低電平做如圖5-4-2所示的規(guī)定，高電平用符號“1”表示，低電平用符號“0”表示。

圖5-4-2高、低電平的規(guī)定可見，表示高、低電平的“1”和“0”不是指具體的電壓值。5.4邏輯門電路教學活動2：邏輯門的基本知識二、基本邏輯門電路最基本的邏輯門有與門、或門、非門三種，分別對應于與、或、非邏輯。1.與門能實現(xiàn)與邏輯關系的電路稱為與門。二輸入的與門邏輯函數(shù)表達式為Y＝AB，其邏輯符號、波形圖分別如圖5-4-3、圖5-4-4所示，真值表如表5-4-1所示。5.4邏輯門電路教學活動2：邏輯門的基本知識2.或門能實現(xiàn)或邏輯關系的電路稱為或門。二輸入的或門邏輯函數(shù)表達式為Y＝A+B，其邏輯符號、波形圖分別如圖5-4-5、圖5-4-6所示，真值表如表5-4-2所示。5.4邏輯門電路教學活動2：邏輯門的基本知識3.非門能實現(xiàn)非邏輯關系的電路稱為非門。非門邏輯函數(shù)表達式為，其邏輯符號、波形圖分別如圖5-4-7、圖5-4-8所示，真值表如表5-4-3所示。

5.4邏輯門電路教學活動2：邏輯門的基本知識三、復合邏輯門電路

把基本門組合起來使用可以構成具有各種不同功能的復合邏輯門電路。常見的復合邏輯門電路有與非門、或非門、與或非門、異或門等。5.4邏輯門電路教學活動2：邏輯門的基本知識5.4邏輯門電路教學活動2：邏輯門的基本知識5.4邏輯門電路教學活動2：邏輯門的基本知識5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路

常用的集成門電路主要有兩類：雙極型的TTL門電路和單極型的MOS門電路。這兩類集成門電路的主要產品系列見表5-4-4。表5-4-4

TTL、MOS集成門電路的主要產品系列系

列子

系

列名

稱國標型號TTLTTLHTTLSTTLLSTTLALSTTL基本型中速TTL高速TTL超高速TTL低功耗TTL先進低功耗TTLCT54/74CT54/74HCT54/74SCT54/74LSCT54/74ALSMOSCMOSHCOMSHCMOST互補場效應晶體管型高速CMOS與TTL兼容的高速CMOSCC4000CT54/74HCCT54/74HCT教材附錄中，提供了部分常見的集成門電路產品的引腳功能示意圖。5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路一、TTL集成邏輯門電路TTL是英文Transistor-TransistorLogic的縮寫。TTL集成邏輯門電路是一種雙極型三極管集成電路，主要以三極管、二極管、電阻等為元器件，經過光刻、氧化、擴散等工藝制成。由于TTL集成電路生產工藝成熟、產品參數(shù)穩(wěn)定、工作可靠、開關速度高，因此獲得了廣泛的應用。國產TTL系列產品只要與國外的規(guī)格一致，其功能、性能、引腳排列和封裝形式就一致，可以互換。1.TTL與非門圖5-4-17所示是常用的二輸入四與非門74LS00的實物外形和引腳排列。其邏輯函數(shù)表達式為Y＝AB。圖5-4-17

74LS00的實物外形和引腳排列5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路

圖5-4-18所示是三輸入三與非門74LS10的實物外形和引腳排列。其邏輯函數(shù)表達式為Y＝ABC。圖5-4-18

74LS10的實物外形和引腳排列5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路2.TTL非門圖5-4-19所示是常用的六非門74LS04的實物外形和引腳排列。其邏輯函數(shù)表達式為圖5-4-19

74LS04的實物外形和引腳排列5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路3.TTL或非門圖5-4-20所示是常用的二輸入四或非門74LS02的實物外形和引腳排列。其邏輯函數(shù)表達式為圖5-4-20

74LS02的實物外形和引腳排列5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路4.TTLOC門上述典型的TTL與非門，是不能將兩個或多個門的輸出端直接并聯(lián)在一起的，否則可能使門電路損壞。而實用中，常常需要將兩個或多個與非門的輸出端直接并聯(lián)在一起，這稱為線與。TTL集電極開路與非門稱為OC門，可實現(xiàn)線與功能。圖5-4-21所示是OC門的邏輯符號。圖5-4-22所示是常用的二輸入四OC門74LS09的實物外形和引腳排列。圖5-4-21

OC門的邏輯符號圖5-4-22

74LS09的實物外形和引腳排列5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路6.TTL集成電路使用注意事項1）電源電壓使用范圍為＋4.5～＋5.5V，通常可取VCC＝＋5V。電源極性絕對不允許接反。2）閑置輸入端處理方法（1）

不使用的與輸入端可通過1kΩ電阻接電源，或直接接至≤5V的電源上。（2）不使用的與輸入端可懸空（懸空的輸入端相當于接高電平），不使用的或輸入端可接地（相當于接低電平）。由于懸空的輸入端容易接收各種干擾信號，導致電路工作不穩(wěn)定，所以應盡量不用。（3）不使用的輸入端并聯(lián)在使用的輸入端上。這會增加前級的負載及輸入電容，影響電路的工作速度。（4）輸入端不可串接大電阻，不使用的與非輸入端應剪短。5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路3）輸出端處理方法（1）除OC門和三態(tài)門外，輸出端不允許線與連接，否則不僅會使電路邏輯功能混亂，還會導致器件損壞。（2）輸出端不允許直接接地或直接接電源，否則將損壞器件。有時為了使后級電路獲得較高的輸出電平，允許輸出端通過電阻R接至VCC，一般取R＝3～5.1kΩ。4）其他注意事項。（1）接插集成塊時，要認清定位標記，不得插反，用力適度，防止引腳折傷。（2）焊接時用25W烙鐵較合適，焊接時間不宜過長。（3）調試使用時，要注意電源電壓的大小和極性，盡量穩(wěn)定在＋5V，以免損壞集成塊。（4）引線要盡量短。在引線不能縮短時，要考慮加屏蔽措施或采用合線。5.4邏輯門電路教學活動3：集成邏輯門電路二、CMOS集成門電路MOS門電路的主要組成是MOS場效應管，按所用的管子不同，分為PMOS電路、NMOS電路、CMOS門電路。由于CMOS門電路被更多地使用，故下面重點介紹CMOS門電路。CMOS是Comp