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2.6 走進(jìn)門(mén)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(mén)電路
1．?dāng)?shù)字信號(hào)變化的兩個(gè)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(mén)
1．邏輯關(guān)系：一個(gè)事的________同時(shí)滿足時(shí)事才能發(fā)生．
2．符號(hào)：____________，其中“&”具有“________”的意思，象征S1與S2兩個(gè)輸入端___ _____時(shí)，輸出端才是1
3．真值表
“有”用“1”表示，“沒(méi)有”用“0”表示．
輸入輸出
S1S2Q
000
010
100
111
三、“或”門(mén)
1．邏輯關(guān)系：某事發(fā)生有幾個(gè)條，但只要有________滿足事就能發(fā)生．
2．符號(hào)：__________________，“≥1”象征當(dāng)1個(gè)或多于1個(gè)輸入端為1時(shí)，輸出端就是1 .
3．真值表
輸入輸出
S1S2Q
000
011
101
111
四、“非”門(mén)
1．邏輯關(guān)系：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)________．
2．符號(hào)：____________，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_(kāi)_____時(shí)，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(如電阻、電容、晶體管等)和連線集成在一塊________上．
2．優(yōu)點(diǎn)：________小、方便、可靠，適于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等.

一、“與”門(mén)
[問(wèn)題情境]

圖1
如圖1所示，兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2串聯(lián)起控制同一燈泡L，顯然，只有S1“與”S2同時(shí)閉合時(shí)，燈泡L才會(huì)亮．在這個(gè)事中，S1、S2閉合是條，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(mén)？
　

　
[要點(diǎn)提煉]
1．如果一個(gè)事的幾個(gè)條都滿足后，該事才能發(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(mén)電路．
[問(wèn)題延伸]
1．?dāng)?shù)字信號(hào)的圖形特征是________，模擬信號(hào)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)代表“0”狀態(tài)，接通代表“1”狀態(tài)．
二、“或”門(mén)
[問(wèn)題情境]

圖2
如圖2所示，兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2并聯(lián)，控制同一燈泡Q，在這個(gè)電路中，S1“或”S2閉合時(shí)，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(mén)？
　

　
[要點(diǎn)提煉]
1．如果幾個(gè)條中，____________條得到滿足，某事就會(huì)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(mén)．
三、“非”門(mén)
[問(wèn)題情境]

圖3
如圖3所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，燈泡Q被短路而不亮；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，燈泡Q是通路而被點(diǎn)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(mén)？
　
[要點(diǎn)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(mén)．

例1　現(xiàn)在的銀行系統(tǒng)都設(shè)有自動(dòng)取款機(jī)，請(qǐng)你分析一下自動(dòng)取款過(guò)程中的事與條之間體現(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)在的地面交通說(shuō)，一般通過(guò)哪些途徑實(shí)現(xiàn)？請(qǐng)你分析一下其中的事與條，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(hào)“1”、B端輸入電信號(hào)“0”時(shí)，則在C和D端輸出的電信號(hào)分別為(　　)
A．1和0 B．0和1
C．1和1 D．0和0
聽(tīng)記錄：　

　
　
變式訓(xùn)練2　如圖5所示，將兩個(gè)“非”門(mén)和一個(gè)“與”門(mén)組成一個(gè)復(fù)合門(mén)電路，請(qǐng)?jiān)诒碇刑顚?xiě)該門(mén)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(hào)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(shuō)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(diǎn)與電的正極相連，“0”表示該點(diǎn)與電的負(fù)極相連
2．如果一個(gè)事的幾個(gè)條都滿足后，該事反而不能發(fā)生，條不同時(shí)滿足時(shí)，該事才能發(fā)生，實(shí)現(xiàn)這種邏輯關(guān)系的門(mén)電路是(　　)
A．與門(mén) B．非門(mén)
C．與非門(mén) D．或非門(mén)
3．下列說(shuō)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(zhǎng)，但耗電量高
4.

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

參考答案
前自主學(xué)習(xí)
一、1.有　沒(méi)有　2.(1)數(shù)字信號(hào)　(2)邏輯
二、1.幾個(gè)條　2. 　與　都是1
三、1.一個(gè)條　2.
四、1.相反　2. 　1　0
五、1.基片　2.體積
核心知識(shí)探究
一、
[問(wèn)題情境]
1．如果一個(gè)事的幾個(gè)條都滿足后，該事才能發(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(mén)電路，簡(jiǎn)稱“與”門(mén)．
[要點(diǎn)提煉]　1.與　2.與
[問(wèn)題延伸]　1.分段　連續(xù)　2.相反
二、
[問(wèn)題情境]
1．如果幾個(gè)條中，只要有一個(gè)條得到滿足，某事就會(huì)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(mén)．
[要點(diǎn)提煉]　1.只要有一個(gè)　2.或
三、
[問(wèn)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(mén)．
[要點(diǎn)提煉]　1.相反　2.非
解題方法探究
例1　“與”邏輯關(guān)系
解析　首先找出事和條，然后分析這種事需 要滿足的條，從而判斷是哪一種邏輯關(guān)系．事是取出現(xiàn)金，條有兩個(gè)：一個(gè)是帳號(hào)，另一個(gè)是與帳號(hào)對(duì)應(yīng)的密碼．由于只有兩者同時(shí)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(chē)或乘汽車(chē)　“或”邏輯關(guān)系
解析　事是由地面交通從北京到上海，條有兩個(gè)：一個(gè)是乘火車(chē)，另一個(gè)是乘汽車(chē)．由于兩者只要有一個(gè)條具備就能從北京到達(dá)上海，即兩個(gè)條(乘火車(chē)和乘汽車(chē))只要有一個(gè)滿足，事(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(mén)電路和“非”門(mén)電路的組合 ，然后先從“非”門(mén)電路入手，當(dāng)B端輸入電信號(hào)“0”時(shí)，D端輸出電信號(hào)為“1”，所以“與”門(mén)電路的兩端輸入均為“1”，因此C端輸出電信號(hào)為“1”．因此C項(xiàng)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(mén)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(hào)，不是具體數(shù)字．]
2． C　3.AC
4．非　發(fā)光
解析　由門(mén)電路簡(jiǎn)化圖可知該邏輯電路是“非”門(mén)電路．電阻R′受到光照時(shí)，R′遠(yuǎn)小于R，“非”門(mén)電路輸入電勢(shì)降低，輸出電勢(shì)升高，燈泡L兩端電壓升高，燈泡L發(fā)光．

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