2012《优化课堂》课件：物理粤教版选修3-1 第二章 第六节 走进门电路 第七节 了解集成电路

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第六节　走进门电路
第七节　了解集成电路
1．门电路：就是一种________________的基础电路．用来
实现基本的________________的电子电路．
2．基本的门电路有三种类型：____________、__________
和______________．
3．集成电路按功能分类可分为三类：__________________、
__________________和__________________．
数字信号技术
逻辑功能
与门电路
或门电路
非门电路
数字集成电路
模拟集成电路
微波集成电路
知识点 1 三种基本的门电路
按照输入和输出关系的不同，可以将基本的逻辑门电路分
为“与”门、“或”门、“非”门等．
(1)“与”门．
如果一个事件和几个条件相联系，当几个条件同时具备才
能出现某一结果，这些条件与结果之间的关系称为“与”逻辑，
具有这种逻辑的电路称为“与”门电路，简称“与”门．如果
把开关 A 闭合作为条件 A 满足，把开关 B 闭合作为条件 B 满足，
把电灯 L 亮作为结果 Y 成立，则“与”逻辑关系可以示意为图
2－6－1.
图 2－6－1
(2)“或”门．
如果一个事件和几个条件相联系，当几个条件中只要有一
个或一个以上具备就能出现某一结果，则这些条件与结果之间
的关系称为“或”逻辑，具有这种逻辑的电路称为“或”门电
路，简称“或”门．如果把开关 A 闭合作为条件 A 满足，把开
关 B 闭合作为条件 B 满足，把电灯 L 亮作为结果 Y 成立，则
“或”逻辑关系可以示意为图 2－6－2.
图 2－6－2
(3)“非”门．
设正常的逻辑关系为：当条件 A 满足时，结果 C 发生；当
条件 A 不满足时，结果 C 不发生．与正常逻辑
关系相反，如果条件 A 满足时，结果 C 不发生；
如果条件 A 不满足时，结果 C 却发生，这种关
系叫“非”逻辑关系，具有这种逻辑关系的电
路叫“非”门电路．如果把开关 A 闭合作为条
则“非”逻辑关系可以示意为图 2－6－3.
注意：三种基本的门电路的理解，重在理解条件和结果之
间的逻辑关系．
件 A 满足，把电灯 L 亮作为结果 Y 成立， 图 2－6－3
A．“与”门电路
B．“或”门电路
C．“非”门电路
D．无法判定
图 2－6－4
解析：开关 S 断开时，灯泡发光，闭合时，灯泡不亮，输
入与输出相反，属于“非”门电路．
答案：C
【例 1】如图 2－6－4 所示电路为(　　)
【触类旁通】
1．走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希
望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为
(　　)
C
A．“与”门电路
C．“或”门电路
B．“非”门电路
D．上述答案都有可能
解析：不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，条件与结果
的关系为“或”逻辑关系，此电路为“或”门电路，故 C 正确．
知识点 2 门电路的符号、真值表和逻辑关系
数字信号的 0 和 1 好比是事物的“是”与“非”，而处理
数字信号的电路称数字电路，因此，数字电路就有了判别“是”
与“非”的逻辑功能．
我们把门电路中的条件满足用数字 1 表示，不满足用数字
0 表示．同样把某一结果实现用 1 表示，结果不实现用 0 表示．
那么门电路就可以用数学方法表示为真值表的形式．
输入 输出
A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
1．“与”门
(1)符号：如图 2－6－5 所示．
(2)真值表：如表所示．
图 2－6－5
输入 输出
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
2．“或”门
(1)符号：如图 2－6－6 所示．
(2)真值表：如表所示．
图 2－6－6
输入 输出
A Y
0 1
1 0
3．“非”门
(1)符号：如图 2－6－7 所示．
(2)真值表：如表所示．
图 2－6－7
注意：“与”、“或”门电路有两个输入端，输出由两输
入端共同决定；而“非”门电路只有一个输入端，其输出和输
入恰好相反．
【例 2】真值表是包含各种可能性在内的逻辑关系表，它
包括两部分，一部分是所有输入逻辑变量的各种可能组合；另
一部分是相应的输出．图 2－6－8 是一种具有“与”逻辑功能的
门电路．
图 2－6－8
把开关接通记为 1，开关断开记为 0，灯亮记为 1，灯灭记
为 0，试完成下列真值表.
输入 输出
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
输入 输出
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1
解析：由图可知，开关 A、B、C 三个都闭合时，灯泡才亮，
所以这个电路满足“与”门电路逻辑．
答案：真值表如下：
【触类旁通】
2．如图 2－6－9 所示，试判断这是一个什么逻辑门电路？
图 2－6－9
输入 输出
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
A、B、C 闭合时记“1”，断开时记“0”，Y 灯亮时记“1”，不
亮记“0”．试完成下面真值表.
解析：由图可知，开关 A、B、C 只要有一个闭合时，灯
泡就亮，所以这个电路满足“或”门电路逻辑．即当几个条件中
只要有一个或一个以上具备就能出现某一结果，所以这是一个
“或”门电路．
答案：0 1 1 1 1 1 1 1
知识点 3 集成电路
集成电路是一种微型电子器件或部件．采用一定的工艺，
把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元
件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质
基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微
型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件
向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步．它在电
路中用字母“IC”表示．
1．集成电路特点：集成电路具有体积小，重量轻，引出线
和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，
便于大规模生产．它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视
机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控
等方面也得到广泛的应用．用集成电路来装配电子设备，其装
配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间
也可大大提高．
2．集成电路的分类：根据其功能、结构的不同，可以分为
模拟集成电路、数字集成电路和微波集成电路三大类．