了解集成電路

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
2.6 走進門電路、2.7 了解集成電路 學(xué)案(粵教版選修3-1)

一、數(shù)字電路中最基本的邏輯電路――門電路
1.?dāng)?shù)字信號變化的兩個狀態(tài):“______________”或者“__________”.
2.?dāng)?shù)字電路
( 1)概念:處理______________的電路.
(2)功能:研究電路的______________功能.
二、“與”門
1.邏輯關(guān)系:一個事件的________同時滿足時事件才能發(fā)生.
2.符號:____________,其中“&”具有“________”的意思,象征S1與S2兩個輸入端___ _____時,輸出端才是1
3.真值表
“有”用“1”表示,“沒有”用“0”表示.
輸入輸出
S1S2Q
000
010
100
111
三、“或”門
1.邏輯關(guān)系:某事件發(fā)生有幾個條件,但只要有________滿足事件就能發(fā)生.
2.符號:__________________,“≥1”象征當(dāng)1個或多于1個輸入端為1時,輸出端就是1 .
3.真值表
輸入輸出
S1S2Q
000
011
101
111
四、“非”門
1.邏輯關(guān)系:輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)________.
2.符號:____________,其中矩形右側(cè)小圓表示數(shù)字“0”,它 與數(shù)字“1”象征著輸入端為______時,輸出端是______.
3.真值表

輸入輸出
SQ
01
10
五、集成電路
1.構(gòu)成:以半導(dǎo)體材料為基片,將組成電路的元件(如電阻、電容、晶體管等)和連線集成在一塊________上.
2.優(yōu)點:________小、方便、可靠,適于系列化、標準化生產(chǎn)等.

一、“與”門
[問題情境]

圖1
如圖1所示,兩個開關(guān)S1、S2串聯(lián)起來控制同一燈泡L,顯然,只有S1“與”S2同時閉合時,燈泡L才會亮.在這個事件中,S1、S2閉合是條件,燈泡L亮是結(jié)果.那么它們體現(xiàn)了什么邏輯關(guān)系呢?
1.什么 是“與”邏輯關(guān)系?
 
2.什么是“與”門?
 

 
[要點提煉]
1.如果一個事件的幾個條件都滿足后,該事件才能發(fā)生,這種邏輯關(guān)系叫做“______”邏輯關(guān)系.
2.具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“________”門電路.
[問題延伸]
1.?dāng)?shù)字信號的圖形特征是________,模擬信號的圖形特征是_____________ _____.
2.如何確定邏輯“1”和“0”?“1”和“0”是分別代表兩種________(填“相同”、“相反”或“相似”)狀態(tài)的代碼,例如開關(guān)斷開代表“0”狀態(tài),接通代表“1”狀態(tài).
二、“或”門
[問題情境]

圖2
如圖2所示,兩個開關(guān)S1、S2并聯(lián),控制同一燈泡Q,在這個電路中,S1“或”S2閉合時,燈泡Q就亮.它們體現(xiàn)了什么邏輯關(guān)系?
1.什么是“或”邏輯關(guān)系?
 

 
2.什么是“或”門?
 

 
[要點提煉]
1.如果幾個條件中,____________條件得到滿足,某事件就會發(fā)生,這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系.
2.具有“或”邏輯關(guān)系的電路叫做“________”門.
三、“非”門
[問題情境]

圖3
如圖3所示,當(dāng)開關(guān)S接通時,燈泡Q被短路而不亮;當(dāng)開關(guān)S斷開時,燈泡Q是通路而被點亮.這體現(xiàn)了什么邏輯關(guān)系?
1.什么是“非”邏輯關(guān)系?
 
2.什么是“非”門?
 
[要點提煉]
1.輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)__________的邏輯關(guān)系,叫做“非”邏輯關(guān)系.
2.具有“非”邏輯關(guān)系的電路叫做“________”門.

例1 現(xiàn)在的銀行系統(tǒng)都設(shè)有自動取款機,請你分析一下自動取款過程中的事件與條件之間體現(xiàn)了一種怎樣的邏輯關(guān)系?
變式訓(xùn)練1 從北京到上海,就現(xiàn)在的地面交通來說,一般通過哪些途徑來實現(xiàn)?請你分析一下其中的事件與條件,它們體現(xiàn)了哪一種邏輯關(guān)系?

圖4
在如圖4所示的邏輯電路中,當(dāng)A端輸入電信號“1”、B端輸入電信號“0”時,則在C和D端輸出的電信號分別為(  )
A.1和0 B.0和1
C.1和1 D.0和0
聽課記錄: 

 
 
變式訓(xùn)練2 如圖5所示,將兩個“非”門和一個“與”門組成一個復(fù)合門電路,請在表中填寫該門電路的真值表.

圖5

輸入輸出
S1S2Q
【即學(xué)即練】
1.邏輯電路的信號有兩種狀態(tài):一種是高電位狀態(tài),用“1”表示,另一種是低電位狀態(tài),用“0”表示.關(guān)
于這里的“1”和“0”,下列說法正確的是(  )
A.“1”表示電壓1 V,“0”表示是電壓為0 V
B.“1”表示電壓大于或等于1 V,“0”表示電壓一定為0 V
C.“1”和“0”是邏輯關(guān)系的兩種可能的取值,不表示具體的數(shù)字
D.“1”表示該點與電源的正極相連,“0”表示該點與電源的負極相連
2.如果一個事件的幾個條件都滿足后,該事件反而不能發(fā)生,條件不同時滿足時,該事件才能發(fā)生,實現(xiàn)這種邏輯關(guān)系的門電路是(  )
A.與門 B.非門
C.與非門 D.或非門
3.下列說法正確的是(  )
A.邏輯電路就是數(shù)字電路
B.邏輯電路可存在兩種以上 的狀態(tài)
C.?dāng)?shù)字電路主要研究電路的邏輯功能
D.集成電路可靠性高、壽命長,但耗電量高
4.

圖6
圖6為包含某邏輯電路的一個簡單電路圖,L為小燈泡,光照射電阻R′時,其阻值將變得遠小于R.該邏輯電路是________(選填“與”、“或”或“非”)門電路.當(dāng)電阻R′受到光照時,小燈泡L將________(選填“發(fā) 光”或“不發(fā)光”).

參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
一、1.有 沒有 2.(1)數(shù)字信號 (2)邏輯
二、1.幾個條件 2.  與 都是1
三、1.一個條件 2.
四、1.相反 2.  1 0
五、1.基片 2.體積
核心知識探究
一、
[問題情境]
1.如果一個事件的幾個條件都滿足后,該事件才能發(fā)生,這種邏輯關(guān)系稱為“與 ”邏輯關(guān)系.
2.具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路,簡稱“與”門.
[要點提煉] 1.與 2.與
[問題延伸] 1.分段 連續(xù) 2.相反
二、
[問題情境]
1.如果幾個條件中,只要有一個條件得到滿足,某事件就會發(fā)生,這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系.
2.具有“或”邏輯關(guān)系的電路叫做“或”門.
[要點提煉] 1.只要有一個 2.或
三、
[問題情境]
1.輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系,叫做“非”邏輯關(guān)系.
2.具有“非”邏輯關(guān)系的電路稱為“非”門.
[要點提煉] 1.相反 2.非
解題方法探究
例1 “與”邏輯關(guān)系
解析 首先找出事件和條件,然后分析這種事件需 要滿足的條件,從而判斷是哪一種邏輯關(guān)系.事件是取出現(xiàn)金,條件有兩個:一個是帳號,另一個是與帳號對應(yīng)的密碼.由于只有兩者同時具備才能取出現(xiàn)金,所以是一種“與”邏輯關(guān)系.
變式訓(xùn)練1 乘火車或乘汽車 “或”邏輯關(guān)系
解析 事件是由地面交通從北京到上海,條件有兩個:一個是乘火車,另一個是乘汽車.由于兩者只要有一個條件具備就能從北京到達上海,即兩個條件(乘火車和乘汽車)只要有一個滿足,事件(從北京到上海)就能夠發(fā)生,所以是一種“或”邏輯關(guān)系.
例2 C [首先明確是“與”門電路和“非”門電路的組合 ,然后先從“非”門電路入手,當(dāng)B端輸入電信號“0”時,D端輸出電信號為“1”,所以“與”門電路的兩端輸入均為“1”,因此C端輸出電信號為“1”.因此C項正確.]
變式訓(xùn)練2 S1、S2兩輸入端各有兩種輸入,它們共同組成四種復(fù)合門電路的輸入方式,其真值表如下
輸入輸出
S1S2Q
001
010
100
110
即學(xué)即練
1.C [這里的“1”和“0”代表兩種不同的狀態(tài),只是符號,不是具體數(shù)字.]
2. C 3.AC
4.非 發(fā)光
解析 由門電路簡化圖可知該邏輯電路是“非”門電路.電阻R′受到光照時,R′遠小于R,“非”門電路輸入電勢降低,輸出電勢升高,燈泡L兩端電壓升高,燈泡L發(fā)光.


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