数字电路

半导体基础

N型半导体：多子是负电自由电子，本身带有正电

P型半导体：多子是正电空穴，本身带有负电

二极管原理

二极管导通电流方向：P→N

不通电时：

• 浓度差导致扩散运动
  • P区空穴向N区扩散
  • N区自由电子向P区扩散
• 电场导致漂移运动
  • P区自由电子向N区漂移
  • N区空穴向P区漂移
• 扩散导致内电场增大，漂移导致内电场减小，二者平衡

正向导通：

• 电流方向P→N，和内电场方向相反
• 破坏内电场，促进扩散运动
• 多子扩散电流大，导通

反向截止：

• 电流方向N→P，和内电场方向一致
• 强化内电场，扩散运动减小，促进漂移
• 少子漂移电流很小，约等于截断

二极管特性曲线

CMOS

MOS管结构和性质

箭头由P指向N

反相器

与非门&或非门

传输门&异或门

传输门：

异或门：

OD门

三态门

TTL

三极管结构和性质

原理随便看看差不多得了

• 截止：VBE＜ Uon（0.7V）此时IB=0 则IC=0
• 放大：VBE＞ Uon（0.7V）VCE ＞ VBE，IC= βIB（TTL电路不考虑放大）
• 饱和：VBE ＞ Uon（0.7V） VBE ＞ VCE

C（Collect）：集电区低掺杂，面积大

E（Emit）：发射区高掺杂，面积小

B（Base）：基区薄低掺杂

反相器

与非门

只修改了输入级而已

或非门

输入级x2，倒向级并联（只要有一个输入1，就会把上面的电压拉低）

异或门

输入集得到 AB、A、B；反相级1得到 (A+B)‘，反相级2得到((A+B)’ + AB)’ = (A’B’+AB)’

OC门

三态输出门

组合逻辑

卡诺图

• 卡诺图行和列元素 表格里相邻的逻辑上也是相邻的（00和01相邻，00和11不相邻）
• 覆盖图中所有的1
• 圈成的矩形数最少
• 每个圈成的矩形尽可能大
• 无关项可以当作1用

编码器

8线-3线优先编码器

8线-3线优先编码器

工作时S‘=1，EX’=0

译码器

3线-8线译码器

工作时S1=1，S2‘=0，S3’=0

二-十进制译码器

四位输入（A3 A2 A1 A0），输入Y0-Y9

如果输入不在0-9范围，则输出的为伪码

例题哈哈

数据选择器

加法器

俩输入变量相加，CO输出进位，Y0-Y3输出

时序逻辑

触发器

SR触发器

我觉得不常用

S=1，R=1，置1

S=1，R=1，置1

S=0，R=1，置0

S=0，R=0，保持

$$Q^* = S+R'Q\\ SR=0$$

JK触发器

两个0：保持

两个1：翻转

J1 K0：1

J0 K1：0

$$Q^*=JQ'+K'Q$$

T触发器

$$Q^*=TQ'+T'Q$$

T=0，保持

T=1，翻转

D触发器

$$Q^*=D$$

D是啥下一状态就是啥

触发器图标

在CLK=1的全部时间，都会触发：什么特殊符号都没有

下降沿触发：神秘符号㇕

上升沿触发：奇怪小三角

触发器例题

奇怪小常识

TTL触发器，输入端悬空时等效“1”

状态机

Moore型

没有输入，自己跑着玩

Mealy型

有输入，随时以改变输入和输出，但是换状态只在触发沿换

解题方法

（针对上面第二题举例）

1.驱动方程

2.状态方程

3.输出方程

4.写出状态转换表

有一说一我觉得把Q1Q2A作为行合理点

5.画状态图

常用时序逻辑原件

移位寄存器

神秘力量让串行变成并行

超级大合集

计数器

2进制

减法计数器反着转圈圈

计数器例题