反相器和真值表
本帖最后由 能量海 于 2017-8-11 07:08 编辑
十二章：基础电子学
反相器和真值表
看看下面的电路：
如果既不按下按钮开关，晶体管也没有基极/发射极电流流动，所以它是关闭的。这使得“C”的集电极电压接近正轨（+5伏）。
如果按下按钮开关“A”，基极电压试图上升到电池电压的一半，但没做到，因为三极管基极脚降到0.7伏。这馈送基极电流到晶体管，使它硬导通，并使“C”的输出下降到接近0伏。
如果按下按钮开关“B”（当开关“A”关闭时不要这样做，否则你会得到一个非常高的“短路”电流直接通过两个开关），这对输出电压没有影响，它将维持在高位。
如果我们像这样重绘电路：
我们可以看到，如果输入“A”的电压被拉高，那么“C”的输出电压就会降低。如果输入“A”的电压被降低，则“C”的输出电压会高。这样的电路被称为“反相器”，因为它“反转”（或“完全颠倒”）了输入电压。
我们可以把这个运行总结在一个表中。我本人会称这个表为“输入/输出”表，但没有什么特别的理由，标准名称是“真值”表。此表的作用是列出所有可能的输入，并为每个输入显示相应的输出。
另一种标准，是用“1”替换“高压”和“0”替换“低压”。你会注意到许多电气和电子设备的项目都有这些在导通/关闭开关上的符号。在计算机电路中（哈！你没注意到我们已经转移到了计算机电路，是吗？），“0”代表任何低于0.5伏的电压，而“1”代表任何超过3.5伏的电压。许多——如果不是大多数——计算机在5伏上运行它们的逻辑电路。这个反相器电路是一个逻辑电路。
对上述电路的一个批评是它的输入电阻或“阻抗”不是特别高，而它的输出阻抗不是特别低。我们希望我们的逻辑电路能够操作八个其它的逻辑电路的输入。对此的行话是，我们的电路应该有一个八的“扇出”（输出）。
让我们来做一个简单的修改，这将使情况得到改善：
这里，输入阻抗通过用晶体管的达林顿对——它需要少得多的基极电流——增加了100倍，所以能有高得多的输入电阻。
不幸的是，当晶体管处于其关闭状态时，输出阻抗仍然相当高，因为取自正线的任何电流必须流经1K8（1800欧姆）的电阻。但当晶体管处于其导通状态时，我们需要这个电阻。我们真的需要为某些装置改变1K8电阻，它有时有着一个高的电阻，而有时有着一个低的电阻。你可能没有听说过这些装置，但它们被称为“晶体管”。
有几种方法可以这样做。我们可以选择用PNP晶体管（我们通常使用NPN型）并把它连接1K8电阻的地方以替换它。也许我们可以用这样一个电路：
该电路开始看起来复杂，我不喜欢复杂的电路。它不像它看起来的那样糟糕。底部的NPN晶体管与前面的电路几乎相同。唯一的区别是，集电极负载现在是两个100欧姆的电阻加上两个晶体管的电阻。如果当NPN晶体管导通时，PNP晶体管关闭，则NPN晶体管上的电路负载将是可以忽略的，而全部NPN晶体管输出将可用于驱动外部电路通过下部的100欧姆电阻（对“0”逻辑态一个巨大的“扇出”）。为了确保该PNP晶体管在NPN晶体管开始导通前被硬关闭，需要小心选择电阻“R1”。
PNP晶体管是NPN侧的精确镜像，所以电阻R2需要仔细选择，以确保NPN晶体管在PNP晶体管开始切换导通之前就硬关闭。
你不必自己过分担心电路，因为你几乎肯定会使用集成电路，而不是用“分散”的组件构建自己的电路。包含六个完整的反相器的集成电路是上面显示的7414。这是一个小黑盒子，有两排7个引脚，使它看起来有点像毛毛虫。因为有两排插针脚，包装被称为“双列直插”或简称“DIL”。
现在，考虑一下下面的电路：
该电路的运行方式与反相器电路相同，所不同的是它有两个输入（“A”和“B”）。如果 “A”或“B”或两者的输入都高，则“C”的输出电压将是低的。只有当输入“A”和输入“B”两者都低时，那个输出才是高的。因此，电路被称为“或”门。严格地说，由于当输入电压上升时输出电压下降，它被称为“或非”门，简称为“NOR”门。在这种语境下，单词“非”是指“反转”。如果你馈给输出“C”进入一个逆变器电路，结果电路将是一个真正的“或”门。与（AND）门、与非（NAND）门、或（OR）门和或非（NOR）门的数字电路符号是：
十二章：基础电子学
反相器和真值表
看看下面的电路：
如果既不按下按钮开关，晶体管也没有基极/发射极电流流动，所以它是关闭的。这使得“C”的集电极电压接近正轨（+5伏）。
如果按下按钮开关“A”，基极电压试图上升到电池电压的一半，但没做到，因为三极管基极脚降到0.7伏。这馈送基极电流到晶体管，使它硬导通，并使“C”的输出下降到接近0伏。
如果按下按钮开关“B”（当开关“A”关闭时不要这样做，否则你会得到一个非常高的“短路”电流直接通过两个开关），这对输出电压没有影响，它将维持在高位。
如果我们像这样重绘电路：
我们可以看到，如果输入“A”的电压被拉高，那么“C”的输出电压就会降低。如果输入“A”的电压被降低，则“C”的输出电压会高。这样的电路被称为“反相器”，因为它“反转”（或“完全颠倒”）了输入电压。
我们可以把这个运行总结在一个表中。我本人会称这个表为“输入/输出”表，但没有什么特别的理由，标准名称是“真值”表。此表的作用是列出所有可能的输入，并为每个输入显示相应的输出。
另一种标准，是用“1”替换“高压”和“0”替换“低压”。你会注意到许多电气和电子设备的项目都有这些在导通/关闭开关上的符号。在计算机电路中（哈！你没注意到我们已经转移到了计算机电路，是吗？），“0”代表任何低于0.5伏的电压，而“1”代表任何超过3.5伏的电压。许多——如果不是大多数——计算机在5伏上运行它们的逻辑电路。这个反相器电路是一个逻辑电路。
对上述电路的一个批评是它的输入电阻或“阻抗”不是特别高，而它的输出阻抗不是特别低。我们希望我们的逻辑电路能够操作八个其它的逻辑电路的输入。对此的行话是，我们的电路应该有一个八的“扇出”（输出）。
让我们来做一个简单的修改，这将使情况得到改善：
这里，输入阻抗通过用晶体管的达林顿对——它需要少得多的基极电流——增加了100倍，所以能有高得多的输入电阻。
不幸的是，当晶体管处于其关闭状态时，输出阻抗仍然相当高，因为取自正线的任何电流必须流经1K8（1800欧姆）的电阻。但当晶体管处于其导通状态时，我们需要这个电阻。我们真的需要为某些装置改变1K8电阻，它有时有着一个高的电阻，而有时有着一个低的电阻。你可能没有听说过这些装置，但它们被称为“晶体管”。
有几种方法可以这样做。我们可以选择用PNP晶体管（我们通常使用NPN型）并把它连接1K8电阻的地方以替换它。也许我们可以用这样一个电路：
该电路开始看起来复杂，我不喜欢复杂的电路。它不像它看起来的那样糟糕。底部的NPN晶体管与前面的电路几乎相同。唯一的区别是，集电极负载现在是两个100欧姆的电阻加上两个晶体管的电阻。如果当NPN晶体管导通时，PNP晶体管关闭，则NPN晶体管上的电路负载将是可以忽略的，而全部NPN晶体管输出将可用于驱动外部电路通过下部的100欧姆电阻（对“0”逻辑态一个巨大的“扇出”）。为了确保该PNP晶体管在NPN晶体管开始导通前被硬关闭，需要小心选择电阻“R1”。
PNP晶体管是NPN侧的精确镜像，所以电阻R2需要仔细选择，以确保NPN晶体管在PNP晶体管开始切换导通之前就硬关闭。
你不必自己过分担心电路，因为你几乎肯定会使用集成电路，而不是用“分散”的组件构建自己的电路。包含六个完整的反相器的集成电路是上面显示的7414。这是一个小黑盒子，有两排7个引脚，使它看起来有点像毛毛虫。因为有两排插针脚，包装被称为“双列直插”或简称“DIL”。
现在，考虑一下下面的电路：
该电路的运行方式与反相器电路相同，所不同的是它有两个输入（“A”和“B”）。如果 “A”或“B”或两者的输入都高，则“C”的输出电压将是低的。只有当输入“A”和输入“B”两者都低时，那个输出才是高的。因此，电路被称为“或”门。严格地说，由于当输入电压上升时输出电压下降，它被称为“或非”门，简称为“NOR”门。在这种语境下，单词“非”是指“反转”。如果你馈给输出“C”进入一个逆变器电路，结果电路将是一个真正的“或”门。与（AND）门、与非（NAND）门、或（OR）门和或非（NOR）门的数字电路符号是：
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