计算机电路基础（ 1 ）

辅 导辅 导

浙江广播电视大学邓肖粤

第二章 半导体基本器件辅导第二章 半导体基本器件辅导一、本章主要知识点一、本章主要知识点11 、二极管伏安特性与开关特性：二极管的单向、二极管伏安特性与开关特性：二极管的单向

导电性与二极管的单向开关导电性与二极管的单向开关22 、三极管输出特性与开关特性：、三极管输出特性与开关特性： IIbb 的大小控制的大小控制

三极管截止（关）、饱和（开）和放大。三极管截止（关）、饱和（开）和放大。33 、 、 MOSMOS 管开关特性与三极管开关特性的比较：管开关特性与三极管开关特性的比较： UUGSGS 的大小控制的大小控制 MOSMOS 管的夹断（关）、可变管的夹断（关）、可变

电阻（开）和恒流。电阻（开）和恒流。

二、基本解题方法二、基本解题方法11 、、在下图在下图 P2.1(a).(b).(c)P2.1(a).(b).(c) 电路中，设二极管为电路中，设二极管为

理想二极管，输入电压理想二极管，输入电压 uuII 波形如图波形如图 (d)(d) 所示。所示。试分别画出各电路试分别画出各电路 uuOO 波形。波形。

＋

－

+uO

-

10k

uID

(a)

二极管电路分析方法：二极管电路分析方法：１）在输入信号范围内确定二极管的工作状态；１）在输入信号范围内确定二极管的工作状态；２）考虑二极管在不同工作状态下的输出信号波２）考虑二极管在不同工作状态下的输出信号波

形（用开关等效电路）。形（用开关等效电路）。

uuII 正半周时正半周时 ,, 二极管二极管 DD 导通，导通，　　　　　　　　 uuOO= u= uDD = 0 = 0 ；；uuII 负半周时负半周时 ,, 二极管二极管 DD 截止，截止，输出开路，电路为输出开路，电路为00 ，， uuRR=0=0

　　　　 uuOO= u= uII 。。

uuII 正半周时等效电路正半周时等效电路

uuII 负半周时等效电负半周时等效电路路

+ uI

-

R + + uuO O

--

输出电路波形图如输出电路波形图如右图。右图。

(b)(b) 、、 (c)(c) 图电路也图电路也可用同样的方法。可用同样的方法。

uuII

tt

uuOO

tt

正半周

负半周

正半周

负半周

当当 UUCECE=15V=15V 时，其允许最时，其允许最大集电极电流大集电极电流 IICC = ? = ?

当当 UUCECE=0.3V=0.3V 时，其允许时，其允许最大集电极电流最大集电极电流 IICC = ? = ?

分析：分析： PPCMCM= I= ICCUUCE CE

=650mW=650mW

IICC = = PPCMCM/U/UCECE

２、若已知一个三极管的集电极最大允许功耗２、若已知一个三极管的集电极最大允许功耗PPCMCM = 650mW = 650mW ，问：，问：

(1)(1) 电路在电路在 uuII=U=UILIL=0V=0V 和和 uuII=U=UIHIH=5V=5V

时的工作状态（截止，饱和，放时的工作状态（截止，饱和，放大）。大）。

(2)(2) 若固定若固定 RRbb 值不变，求电路工作值不变，求电路工作在临界饱和区时在临界饱和区时 RRCC 最小值。最小值。

(3)(3) 若固定若固定 RRCC 值不变，求电路工作值不变，求电路工作在临界饱和区时在临界饱和区时 RRbb 最小值。最小值。

+

-

RC

2k

UC=12V

ib e

c

buo

Rb

40k+uI

-

3. 3. 电路电路中，中， UUONON=0.6V=0.6V ，， UUBEBE=0.7V=0.7V ，， UUCESCES=0.3V=0.3V ， ， = 87= 87 。若输入电压。若输入电压 uuII 幅值为幅值为 5V5V ，频率为，频率为1kHz1kHz 的脉冲电压源，试分析：的脉冲电压源，试分析：

分析：分析：(1) i(1) ibb=0 =0 截止， 截止，

0 < i0 < ibb < I < IBS BS 放大， 放大， iibb

> I> IBS BS 饱和。饱和。当当 uuII<U<UONON 时，时， iibb=0 =0 电电

路为截止状态。路为截止状态。当当 uuII>U>UONON 时时 iibb>0>0 ，如，如

iibb<I<IBSBS 电路为放大状电路为放大状态， 态， iibb>I>IBSBS 电路为电路为饱和状态。先求饱和状态。先求 IIBSBS

值：值：

+

-

RC

2k

UC=12V

ib e

c

buo

Rb

40k+uI

-

UUCESCES ＝＝ UUCC －－ IICSCSRRCC

IIBSBS ＝＝ IICSCS//ββ

　＝　＝ (U(UCC －－ UUCESCES) /R) /RCCββ

(2)R(2)Rbb 不变、不变、 iiBB 确定，确定， RRCC

变变→→ IIBSBS 变，当变，当 IIBSBS ＝ ＝ iiBB 时为临界饱和，求出时为临界饱和，求出此时的此时的 RRCC 值。值。

(3) R(3) RCC 不变、不变、 IIBSBS 确确定，定， RRbb 变变→→ iiBB 变，当 变，当 iiBB ＝ ＝ IIBSBS 时为临界饱时为临界饱和，求出此时的和，求出此时的 RRbb 值。值。

+

-

RC

2k

UC=12V

ib e

c

buo

Rb

40k+uI

-

4. 4. 电路中，若已知电路中，若已知 =70=70 。。问问 uuII 的高电平的高电平 UUIHIH 为何为何值时，才能使管子达到值时，才能使管子达到饱和状态。饱和状态。

分析：电路参数确定后分析：电路参数确定后 IIBSBS

唯一确定 ，唯一确定 ， iibb 大小由大小由UUIHIH 定。定。 UUHIHI 就是就是 iibb ＝ ＝ IIBSBS 时的输入电压值。时的输入电压值。

+

-

RC

2k

UC=12V

ib e

c

buo

Rb

40k+uI

-

三、习题三、习题

11 、教材第、教材第 6363 页，填空题：页，填空题： 4 4 ～ ～ 1111 题。题。22 、教材第、教材第 6363 、、 6464 页，练习题：页，练习题： 11 ～６～６

题题注意：练习题注意：练习题 33 是要求在上一题的三极管的输是要求在上一题的三极管的输

出特性曲线上求出电路放大系数出特性曲线上求出电路放大系数 ββ。但从上。但从上题的电路中也可求出题的电路中也可求出 ββ，这两个，这两个 ββ的数值不的数值不同，这里题目有问题。同，这里题目有问题。

第三章 开关理论基础辅导第三章 开关理论基础辅导一、本章主要知识点一、本章主要知识点11 数制与编码数制与编码22 逻辑代数的三种基本运算逻辑代数的三种基本运算33 常见的逻辑门电路常见的逻辑门电路44 逻辑代数的基本定律和规则逻辑代数的基本定律和规则55 常用公式常用公式66 逻辑函数的标准形式逻辑函数的标准形式77 逻辑函数的代数化简方法逻辑函数的代数化简方法88 逻辑函数的卡诺图化简方法逻辑函数的卡诺图化简方法

二、基本解题方法二、基本解题方法11 、、用真值表证明用真值表证明 等式两边同时列真值表，如真值表完全一等式两边同时列真值表，如真值表完全一

致就证明等式成立。致就证明等式成立。

B))(ABA(BABA

B))(ABA(BABABA 0 0 0 0

0 1 1 1

1 0 1 1

1 1 0 0

22 、求下面函数的反函数、求下面函数的反函数

解法一，用反演律：解法一，用反演律：)DCBD (A）ACB（

D)CB)(A()DC (A）B（

DCBADACB

DCBADACB)DCBD)(AAC(BF

D)CB)(A()DAC）B（

D)C(B)A()D(AC）B（F

(

直接写出：解法二，用反演规则可

33 、、将下面函数表示成最小项之和的形式：将下面函数表示成最小项之和的形式：

DBB)AD(D)C,B,F(A,

分析分析：： 1)1) 什么是逻辑函数最小项之和的形式什么是逻辑函数最小项之和的形式

2)2) 先化逻辑函数为与或表达式先化逻辑函数为与或表达式

3) 3) 用扩项法将函数化成最小项之和的形式用扩项法将函数化成最小项之和的形式

C)CA)(AD(B

C)CA)(ABD(C)CB)(BD(A

DBBDDA

DBB)AD(F

ABCDDCABCDBA

DCBABCDADCBACDBADCBAF

)9,11,13,15m(1,3,5,7,

4. 4. 输出输出 FF 和输入和输入 AA 、、 BB 关系的真值表如下表，关系的真值表如下表，写出输出写出输出 FF11~F~F33 的函数表达式，并画出相应的逻的函数表达式，并画出相应的逻辑符号。辑符号。

ABBA

BABABAF3

ABF1

ABBAF2

A B F1 F2 F3

0 0 0 1 1

0 1 0 0 1

1 0 0 0 1

1 1 1 1 0

ABF

BAF

3

3

ABFABBAFABF 321

&AA

BB

FF11 &AA

BB

FF33 =AA

BB

FF22

&

&

≥1

1

1

AA

BB FF22

ABF

BAF

ABF

3

2

1

55 、在上题中输入、在上题中输入 AA 、、 BB 的波形如下图，试对的波形如下图，试对应画出应画出 FF11 ～～ FF33 的波形。的波形。

AA

BB

FF11

FF22

FF33

66 、、卡诺图化简法分析卡诺图化简法分析1)1) 卡诺图卡诺图

ABC+ABC =AB(C+C)=ABABC+ABC =AB(C+C)=AB• 逻辑相邻性：逻辑相邻性：两个最小项之间只有一个因子不两个最小项之间只有一个因子不

同，则这两个最小项是逻辑相邻的项。同，则这两个最小项是逻辑相邻的项。• 卡诺图：卡诺图：将几个变量的所有最小项都用一个个将几个变量的所有最小项都用一个个

小方块小方块 mmii 表示，并使具有逻辑相邻的方块在表示，并使具有逻辑相邻的方块在几何位置上也相邻地排列起来。几何位置上也相邻地排列起来。

A BC 00 01 11 10

0 m0 m1 m3 m2

1 m4 m5 m7 m6

A B 0 1

0 m 0 m 1

1 m 2 m 3

AB 00 01 11 10

00 m0 m1 m3 m2

01 m4 m5 m7 m6

11 m12 m13 m15 m14

10 m8 m9 m11 m10

CD

注：注：①① mm11 与与 mm22 不相邻，不相邻， mm11 与与 mm33 相邻。相邻。②②除除左右相邻、还有上下与左右相邻、还有上下与 mm11 、、 mm33 相邻。相邻。③③同行同行最左边和最右边的方块也是相邻 最左边和最右边的方块也是相邻 mm00 与 与 mm22 等，等，同列最上边与最下边的方块也是相邻的，如 同列最上边与最下边的方块也是相邻的，如 mm11

与 与 mm99 等。等。

２）用卡诺图表示逻辑函数２）用卡诺图表示逻辑函数 方法：根据变量的数目，画相应的卡诺图，将函数式方法：根据变量的数目，画相应的卡诺图，将函数式中包含的最小项。在卡诺图对应的方块中填中包含的最小项。在卡诺图对应的方块中填 11 ；不包；不包括的最小项方块填括的最小项方块填 00 或不填。如不是最小项与或式的或不填。如不是最小项与或式的先化为最小项与或表达式。先化为最小项与或表达式。

A BC 0 0 0 1 1 1 1 0A BC 0 0 0 1 1 1 1 0

0 0 0 1 00 0 0 1 0

1 1 1 0 01 1 1 0 0543 mmm

CBACBABCA

C)C(BABCA

BACBAF

33 ）用卡诺图化简逻辑函数）用卡诺图化简逻辑函数　　

两个逻辑相邻的项之和可合并成一项，并消去一个因子。两个逻辑相邻的项之和可合并成一项，并消去一个因子。AB AB AC B AC B AC B AC B A

B AC B AC B A

四个逻辑相邻的项之和可合并成一项，并消去两个因子，四个逻辑相邻的项之和可合并成一项，并消去两个因子，保留公因子。保留公因子。

　　　　合并最小项的规则 合并最小项的规则 ::

1. 1. 两个最小项相邻：两项并为一项、消去一个因子、两个最小项相邻：两项并为一项、消去一个因子、剩公共因子； 剩公共因子； 2. 2. 四个最小项相邻：四个最小项相邻： 44 项并为一项，消项并为一项，消去去 22 个因子、剩公共因子； 个因子、剩公共因子； 3. 3. 八个最小项相邻：八个最小项相邻： 88 项项并为一项，消去并为一项，消去 33 个因子，剩公共因子。个因子，剩公共因子。

用卡诺图化简函数的步骤用卡诺图化简函数的步骤 1. 1. 画逻辑函数的卡诺图画逻辑函数的卡诺图 ;;

2. 2. 按合并原则，将能合并项圈起来；没相邻按合并原则，将能合并项圈起来；没相邻的单独画圈的单独画圈 ;;

　　　　 3. 3. 每个包围圈作为一个与项、写出与项，每个包围圈作为一个与项、写出与项，该与项就是包围圈的公因子变量。该与项就是包围圈的公因子变量。

4. 4. 将所得的与项相加即可。将所得的与项相加即可。

4)4) 　举例１　用卡诺图化简下列逻辑函数　举例１　用卡诺图化简下列逻辑函数　　　　 F(A, B, C, D) = F(A, B, C, D) = ΣΣm(0,1,4,5,8,9)m(0,1,4,5,8,9)

CDCD AB 00 01 11 AB 00 01 11 10 10 00 1 1 0 000 1 1 0 0 01 1 1 0 001 1 1 0 0 11 0 0 0 0 11 0 0 0 0 10 1 1 0 0 10 1 1 0 0 B CB C

A CA C

F = A C + B F = A C + B CC

例例 22 　用卡诺图化简下列逻辑函数　　　用卡诺图化简下列逻辑函数　　D C B AC B AC BB AD)C,B,F(A,

解法一：先将函数化成最小项之和的形式，解法一：先将函数化成最小项之和的形式，再用卡诺图表示之，最后用卡诺图化简法化再用卡诺图表示之，最后用卡诺图化简法化简。简。

解法二：在卡诺图中直接找到每一与项的对解法二：在卡诺图中直接找到每一与项的对应最小项，完成卡诺图后再用卡诺图化简法应最小项，完成卡诺图后再用卡诺图化简法化简。化简。

解法二：解法二：D C B AC B AC BB AD)C,B,F(A,

AB 0 0 0 1 1 1 1 0

0 0

0 1

1 1

1 0

CD

1 1 1 11 1 1 1

1 11 1

1 11 1 11

B CB C

A BA B A D

D AC BB AF

化简时要注意以下几点：化简时要注意以下几点：1. 1. 圈尽可能大，以减少乘积项的因子数。圈尽可能大，以减少乘积项的因子数。

2. 2. 每个圈中至少应有一个最小项只被圈过一次，每个圈中至少应有一个最小项只被圈过一次，以免出现多余项。以免出现多余项。

3. 3. 用尽可能少的圈数覆盖所有的最小项，使乘用尽可能少的圈数覆盖所有的最小项，使乘积项最小，又不漏项。积项最小，又不漏项。

4. 4. 先圈小后圈大。先圈小后圈大。 5. 5. 圈最大且圈数最少，函数最简。圈最大且圈数最少，函数最简。 (( 如没按题如没按题

要求化倒最简，不能得满分要求化倒最简，不能得满分 )) 。。

5) 5) 带随意项的逻辑函数的卡诺图化简带随意项的逻辑函数的卡诺图化简

(1)(1) 随意项随意项• 在一些实际应用中，某些输入组合不会出现或在一些实际应用中，某些输入组合不会出现或

不许出现；或者当某些输入组合出现时，输出不许出现；或者当某些输入组合出现时，输出可为任意值。称这些输入组合对应的最小项为可为任意值。称这些输入组合对应的最小项为“随意项”。可用符号““随意项”。可用符号“”” ,“×”,“×” 或“或“ d”d” 表表示。示。

• 例如，在例如，在 8421BCD8421BCD 码中的伪码码中的伪码 1010, 1010, 1011, 1100, 1101 1110, 11111011, 1100, 1101 1110, 1111 是不是不出现的，它们便是随意项。约束方程为： 出现的，它们便是随意项。约束方程为：

d (10, 11, 12, 13, 14, 15) = 0d (10, 11, 12, 13, 14, 15) = 0

例例 3 3 求下列逻辑函数的最简与或表达式。求下列逻辑函数的最简与或表达式。 F(A, B, C, D) =F(A, B, C, D) =m(0, 2, 3, 5, 6, 7, 8, ) m(0, 2, 3, 5, 6, 7, 8, )

++d(10, 11, 12, 13, 14, 15)d(10, 11, 12, 13, 14, 15)

B DB D B DB D

CC

CDCD

ABAB 00 01 11 1000 01 11 10

00 1 0 1 100 1 0 1 1

01 0 1 1 101 0 1 1 1

11 11 10 1 0 10 1 0

F = C+B DF = C+B D +B +B

DD

三、习 题三、习 题11 、教材第、教材第 9595 、、 9696 页：练习题页：练习题 1 ~ 6 1 ~ 6 大题大题22 、教材第、教材第 274274 、、 276276 页补充练习：页补充练习： 第三章 第三章 77 题： 题： (1)(1) 、、 (3)(3) 、、 (4)(4) 、、 (5)(5)

1010 ，， 1212 大题 大题 1717 题：题： (2)(2) 、、 (6)(6) 、、 (9)(9)

1818 题：题： (1)(1) 、、 (7)(7) 、、 (10)(10)

1919 题：题： (2)(2) 、、 (4)(4) 、、 (6)(6)