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1、2.5 具有无关项的逻辑函数及其化简具有无关项的逻辑函数及其化简在输入变量的某些取值下，输出是在输入变量的某些取值下，输出是在输入变量的某些取值下，输出是在输入变量的某些取值下，输出是1 1、是、是、是、是0 0均可，是任意的。在这些输入变量下取值均可，是任意的。在这些输入变量下取值均可，是任意的。在这些输入变量下取值均可，是任意的。在这些输入变量下取值为为为为1 1的最小项叫做这个函数的任意项的最小项叫做这个函数的任意项的最小项叫做这个函数的任意项的最小项叫做这个函数的任意项任意项任意项约束项约束项输入变量的某些取值在工作过程中始输入变量的某些取值在工作过程中始输入变量的某些取值在工作过程中
2、始输入变量的某些取值在工作过程中始终不会出现，我们把这些输入变量取终不会出现，我们把这些输入变量取终不会出现，我们把这些输入变量取终不会出现，我们把这些输入变量取值下等于值下等于值下等于值下等于1 1的最小项称为约束项的最小项称为约束项的最小项称为约束项的最小项称为约束项无关项无关项处理方法：处理方法：填填卡卡诺诺图图时时，无无关关项项用用“”表表示示。在在化化简简逻逻辑辑函数时既可认为它是函数时既可认为它是“1”也可认为它是也可认为它是“0”；化化简简时时一一定定要要将将“”与与“1”圈圈在在一一起起，以以简简化函数为前提。化函数为前提。“无关无关”的意思是说明是否将它们的意思是说明是否将它
3、们加到函数式中无关紧要。将来在化加到函数式中无关紧要。将来在化简逻辑函数时，可视需要决定取舍。简逻辑函数时，可视需要决定取舍。例例1 1：已知函数已知函数： 求其最简与或式。求其最简与或式。解：解： 填函数的卡诺图填函数的卡诺图 化简化简F(A,B,C,D)=m(0,2,3,4,6,8,10)+d(11,12,14,15)无关项无关项YABCD000111100001111011111 Y = A+BD+BC例例3：1x0010xxxx110x10010x010010110100ABCD例例4: 要求设计一个逻辑电路，能够判断一位要求设计一个逻辑电路，能够判断一位十进制数是奇数还是偶数，当十进
4、制数为奇十进制数是奇数还是偶数，当十进制数为奇数时，电路输出为数时，电路输出为1，当十进制数为偶数时，当十进制数为偶数时，电路输出为电路输出为0。11111110110111001011101011001010001011100110101010010010011000101000100000LABCD解解:采用采用8421BCD码码(2)画出卡诺图画出卡诺图(3) 卡诺图化简卡诺图化简(1)列出真值表列出真值表课堂练习：课堂练习：题题2.29：（：（2）、（）、（4）题题2.37：（：（2）、（）、（3）题题2.29： （2）Y2=BD+CD+ABCD （4）Y4=CD+BC题题2.37：
5、（2）Y2=CD+AD （3）Y3=BC+BC+ABD Y3=BC+BC+ACD 第三章第三章 逻辑门逻辑门教学基本要求：教学基本要求：1、了解半导体器件的开关特性。了解半导体器件的开关特性。2、熟熟练练掌掌握握基基本本逻逻辑辑门门（与与、或或、与与非非、或或非非、异异或或门门）、三三态态门门、OD门门（OC门门）和和传传输输门门的的逻逻辑辑功功能能及及其其应应用。用。3、学会门电路逻辑功能分析方法。学会门电路逻辑功能分析方法。4、掌握掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题。(2) (2) 加上足够高的加上足够高的加上足够高的加上足够高的+ +V VIH
6、IH，且，且，且，且VVT T, D-S, D-S间形成间形成间形成间形成N N型导电沟道，型导电沟道，型导电沟道，型导电沟道，MOS MOS 管导通，管导通，管导通，管导通， R RONON 10106 6，相当，相当，相当，相当于开关断开于开关断开于开关断开于开关断开2. P2. P沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的开关状态管的开关状态管的开关状态管的开关状态(1) (1) V VIHIH=V=VDDDD时，时，时，时， V VGSGS=0=0，S-DS-D间不导通，间不导通，间不导通，间不导通，MOSMOS管截止，相当管截止，相当管截止，相当管截止，相当于开关断开于
7、开关断开于开关断开于开关断开(2)(2) V VILIL=0=0时，时，时，时，V VGSGS= =V VDDDD，且，且，且，且V VDDDD|V VT T| |，S-DS-D间形成间形成间形成间形成P P型导电型导电型导电型导电沟道，沟道，沟道，沟道，MOSMOS管导通管导通管导通管导通 ，相当于开关接通，相当于开关接通，相当于开关接通，相当于开关接通 S-DS-D之间也构成一个受之间也构成一个受之间也构成一个受之间也构成一个受GG控制的开关控制的开关控制的开关控制的开关注意：开启电压为负值注意：开启电压为负值3. N沟道耗尽型和沟道耗尽型和P沟道耗尽型沟道耗尽型耗尽型耗尽型MOS管在管在
8、VGS=0时就已经有导电沟道存在时就已经有导电沟道存在夹断电压夹断电压Vp：N沟道为负值、沟道为负值、P沟道为正值。沟道为正值。3.2 CMOS门电路门电路3.2.1 CMOS反相器和传输门反相器和传输门1. CMOS反相器反相器 (1) 电路结构电路结构输入端：低输入端：低电平有效电平有效(2) 开关等效电路开关等效电路 设定：设定：VDD=+5V，VIH=5V，VIL=0V，且，且VDD|VTN|+|VTP| 当当VIH=VDD时，时，T2的的VGS=0，T2截止；截止；T1的的VGS=VDD，T1导导通；故通；故VOL=0 。当当VIL=0时，时，T1的的VGS=0，T1截止；截止；T2
9、的的VGS= -VDD，T2导通；导通；故故VOH=VDD 。 无论输入是高电无论输入是高电平还是低电平，平还是低电平，T1和和T2当中总有一个处于导当中总有一个处于导通状态而另一个处于通状态而另一个处于截止状态，因此称这截止状态，因此称这种电路结构叫种电路结构叫互补输互补输出结构。出结构。(3) 电压、电流传输特性电压、电流传输特性注：为了降低反相器的功率损耗，应避免输入信号长时间停留注：为了降低反相器的功率损耗，应避免输入信号长时间停留在高、低电平之间。在高、低电平之间。 不管输入是高电平还是低电平，同时流过不管输入是高电平还是低电平，同时流过T1和和T2的电流的电流ID始终近似等始终近似
10、等于零。所以在分析输出的高、低电平时于零。所以在分析输出的高、低电平时ID可以忽略不计。可以忽略不计。CMOS电路的静电路的静态功耗几乎为零。态功耗几乎为零。 开关状态由加在开关状态由加在P和和N的控制信号决定；的控制信号决定；P与与N是一对是一对互补信号互补信号 当当P=0V，N=VDD时，两个时，两个MOS管均导通，管均导通，A-B接通接通。 当当P=VDD，N=0V时，两个时，两个MOS管均截止，管均截止，A-B断开断开。2. CMOS传输门传输门也叫双向开关也叫双向开关工作时，要求工作时，要求输入信号输入信号在在0 0 V VDDDD之间变化之间变化3.2.2 CMOS与非门、或非门和
11、异或门与非门、或非门和异或门1. 1. 与非门与非门与非门与非门Y = (AB) 2. 2. 或非门或非门或非门或非门Y = (A+B) 3. 3. 异或门异或门异或门异或门Y = A B=AB+AB4. 4. 异或非门异或非门异或非门异或非门Y =AB+AB5. 与门、或门和同相缓冲器与门、或门和同相缓冲器 由反相器、传输门、与非门、或非门可以组成由反相器、传输门、与非门、或非门可以组成其他逻辑功能的门电路和更复杂的逻辑电路。其他逻辑功能的门电路和更复杂的逻辑电路。 同相缓冲器不执行任何逻辑运算，用于集成电路芯片内同相缓冲器不执行任何逻辑运算，用于集成电路芯片内部电路与引出端之间的隔离。部电
12、路与引出端之间的隔离。6. 6. 输入、输出端有反相器的或非门和与非门输入、输出端有反相器的或非门和与非门输入、输出端有反相器的或非门和与非门输入、输出端有反相器的或非门和与非门 为了使不同逻辑功能器件的所有输入端和输出端为了使不同逻辑功能器件的所有输入端和输出端具有具有统一的输入特性和输出特性统一的输入特性和输出特性，通常在集成电路芯，通常在集成电路芯片的每个输入和输出端内部都接有片的每个输入和输出端内部都接有标准参数的反相器标准参数的反相器。小小 结结掌握具有无关项的逻辑函数的化简。掌握具有无关项的逻辑函数的化简。作作 业业P58 2.30、 P102 3.3掌掌握握CMOSCMOS反反相相器器、与与非非门门、或或非非门门、异异或或门门的逻辑功能。的逻辑功能。
