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目录1

第一部分 数字电路中半导体器件基本知识1

1.1PN结以及半导体二极管的单向导电原理1

1．PN结的形成过程——扩散与漂移的动态平衡概念1

2．半导体二极管的单向导电特性3

1.2二极管在数字电路中的三种近似等效法10

1．理想二极管等效法10

2．恒定管压降等效法10

3．平均正向内阻等效法10

1.3三极管共射接法的工作状态及近似等效电路14

1．放大状态及其近似等效电路14

2．截止状态及其近似等效电路16

3．饱和状态及其近似等效电路17

4．三极管倒置工作状态19

第二部分 基本逻辑门电路22

2.1分立元件与非门的工作原理22

1．电路结构22

2．工作原理23

2.2有源泄放TTL与非门的电压传输特性与输入负载特性33

1．电压传输特性33

2．输入负载特性36

2.3有源泄放TTL与非门的等效电路40

1与非门输出端的等效电路40

2．与非门输入端的等效电路41

1．典型的ECL电路结构55

2.4ECL门电路55

2．工作原理56

3．ECL的电压传输特性58

2.5CMOS传输门（TG门）及其应用举例64

1．CMOS传输门结构及工作原理64

2．TG门组成的模拟开关及三态门66

第三部分 逻辑代数及逻辑函数的简化法77

3.1三种基本逻辑运算78

1．逻辑加（或运算）78

2．逻辑乘（与运算）78

3．逻辑非（非运算）79

2．六个变量与常量关系等式80

3．摩根定理（反演定律）80

1．五个基本定律80

3.2布尔代数的基本定律、等式与定理80

3.3布尔代数的三大规则81

1．代入规则81

2．反演规则82

3．对偶规则82

3.4化简逻辑函数的常用公式83

3.5逻辑函数的卡诺图简化法94

1．函数的最小项“与－或”表达式及其与真值表的关系94

2．卡诺图画法及其与真值表、最小项的关系98

3．逻辑函数的卡诺图表示及化简99

3.6含有无关最小项及随意最小项的函数化简107

1．无关最小项和随意最小项的含义107

2．含有随意项或无关项函数的化简108

第四部分 组合逻辑电路的分析与设计112

4.1设计组合逻辑电路的技巧112

1．什么叫组合逻辑电路112

2．设计组合逻辑电路的步骤113

3．简化逻辑表达式的原则114

4．组合逻辑电路设计举例114

4.2组合逻辑电路的设计方法123

1．常用的组合逻辑电路有哪些123

2．怎样判断组合逻辑电路的功能124

3．怎样直接从逻辑图列出真值表126

4．有无关项的组合逻辑电路的分析有何特点127

1．二进制并行加法器的设计方法128

4.4并行加法器的设计方法128

4.3用中、大规模集成块设计组合电路的特点128

2．怎样用四位全加器实现BCD码至余3码的转换135

3．怎样设计十进制加法器136

4.5幅值比较器的设计思想140

4.6译码器的工作原理和用途142

1．译码器的工作原理142

2．为什么可以用译码器来实现逻辑函数144

3．怎样用集成译码器构成数据分配器147

4．如何扩充译码器149

5二－十进制译码器的设计思想150

4.7怎样用数据选择器实现逻辑函数153

1．数据选择器的工作原理153

2．怎样用数据选择器实现逻辑函数156

3．用数据选择器实现逻辑函数举例160

4．用译码器和数据选择器实现逻辑函数的异同164

4.8用只读存储器（ROM）设计组合电路164

1．ROM的原理164

2．如何用ROM实现逻辑函数166

3．用ROM设计组合电路举例169

4．ROM的类型171

4.9可编程逻辑阵列（PLA）的编程方法171

1．PLA的工作原理171

2．怎样列出PLA的编程表173

3．PLA编程方法举例176

5.1如何理解基本RS触发器的锁存作用178

第五部分 触发器178

5.2什么是基本RS触发器的开关动态特性185

5.3与同步RS触发器比较同步JK触发器在功能上有何改善188

5.4为什么同步JK触发器不能接成T′触发器使用193

5.5主从结构的触发器为什么不存在空翻问题；为什么仍存在不定态问题；主、从触发器是否可能出现同时工作的不正常情况196

5.6主从结构触发器的输入信号是否允许随时变化200

5.7为什么说维持阻塞D触发器是正沿触发的触发器202

5.8如何构成负沿触发的JK触发器204

5.9各种带时钟触发器的输出变化与输入的关系有何区别206

5.10触发器的开关动态特性210

5.11如何得出触发器激励表212

5.12触发器的简单应用214

1．时序电路分析的目的218

2．如何列出状态转换表218

6.1如何分析时序逻辑电路218

第六部分 时序逻辑电路218

3．如何画状态图220

4．如何得出状态方程和输出方程222

6.2时序电路驱动方程的写法及其意义223

6.3如何进行时序逻辑电路的状态简化224

1．状态简化的步骤224

2．状态的分配229

6.4怎样应用时序电路的激励表设计时序电路230

6.5如何应用状态方程和特性方程的匹配设计时序电路247

1．具有D触发器的时序电路设计248

2．使用JK触发器的时序电路设计249

6.6同步计数器的分析方法252

1．二进制加法计数器分析253

2．二进制可逆计数器分析254

3．扭环形计数器254

6.7如何进行同步计数器设计257

1．n位二进制计数器设计257

2．模N二进制计数器设计260

3．用中规模集成并行置数计数器组成任意模N计数器267

6.8几种异步计数器的分析271

1．n位二进制异步计数器（纹波计数器）271

2．异步BCD码计数器276

6.9寄存器、计数器和存储器的基本概念及其区别是什么277

6.10何谓并行置数寄存器278

6.11如何用中规模集成寄存器实现一个时序逻辑电路282

6.12移位寄存器的工作原理及数据的串行传送285

6.13中规模集成并行置数双向移位寄存器的结构分析288

6.14如何进行串行加法器的分析与设计289

6.15怎样用中规模集成计数器或移位寄存器产生时序293

1．取字时间的产生293

2．顺序脉冲信号的发生295

3．用扭环形计数器产生顺序脉冲信号296

6.16存储器是如何与外界通信的297

6.17存储器有哪些类型300

6.18集成电路随机存取存储器是如何工作的301

7.1分析脉冲电路的几个要点305

1．矩形脉冲波的主要参数305

第七部分 脉冲波形的产生和整形305

2．TTL与非门的关门电阻RoFF与开门电阻RoN307

3．计算一阶RC电路的重要公式308

4．近似计算的规定308

7.2单稳态触发器的工作原理313

1．怎样分析微分型单稳态触发器的工作原理313

2．微分型单稳态触发器电压波形分析举例315

3．积分型单稳态触发器分析举例320

4．由CMOS门电路构成的单稳态触发器的工作原理325

7.3单稳态触发器的应用330

7.4如何分析多谐振荡器的振荡过程331

1．多谐振荡器两个暂稳态的分析331

2．多谐振荡器各点电位的估算333

3．怎样改变多谐振荡器的频率336

1．带电平偏移二极管施密特触发器的工作原理337

7.5施密特触发器怎样工作337

2．回差可调的施密特触发器的工作原理340

7.6555定时器341

1．555定时器的用途和结构341

2．如何用555定时器组成单稳态触发器343

3．555定时器组成多谐振荡器的方法346

4．如何用555定时器组成方波发生器348

第八部分 数模（D/A）和模数（A/D）转换350

8.1如何理解数模和模数转换器是模拟信号和数字信号之间的接口350

8.2数模（D/A）转换器结构框图中各部分起什么作用351

8.3数模转换器中的加权电阻网络有什么缺点352

8.4R-2R梯形（T形）网络如何应用于数模转换器中354

8.5数模转换器有哪些主要参数358

8.6如何构成模数（A/D）转换器360

8.7为何要进行幅值的量化365

8.8两种开环式模数转换器的特点是什么367

8.9跟踪式模数转换器有哪些优缺点371

8.10为什么逐步逼近型模数转换器是用得最广的模数转换器之一373

8.11如何提高积分型模数转换器的转换速度379

8.12产生模数转换器的误差的主要因素有哪些381

8.13如何减弱对模数转换器的干扰385

8.14噪声引起的误差386

第九部分 数字系统388

9.1大的数字系统有何特点388

9.2数字系统中如何实现寄存器间的数据传送390

1．母线传送391

2．存储器传送394

1．什么是指令码396

9.3如何用基本逻辑部件构成典型的数字系统——计算机396

2．系统的实现399

第十部分 数字电路的故障分析406

10.1什么叫做数字电路的故障406

10.2故障有哪些类型406

10.3如何检测和排除静态故障409

1．输入和输出状态的“粘附”410

2．搭接（短接）式故障411

3．断路412

4．没有电源412

6．元件插接的错误412

1．冒险现象413

10.4如何检测和排除动态故障413

7．电源电压不正确413

6．元件型号搞错413

2．竞争414

3．串扰414

4．经过电源耦合的纹波干扰416

5．反射418

6．暂时性的集成电路故障419

7．不相等的传输延迟419

8．建立时间和保持时间不满足419

9．开电源初始化出错419

10.5几个故障分析实例420

附录1 原码、反码和补码的表示方法427

附录2 常用二－十进制编码表430

主要参考文献431