2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-1学案：第二章 第9讲 走进门电路 了解集成电路

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精[目标定位］1。了解最基本的逻辑电路—-门电路。2。掌握几种基本门电路及它们的表示符号。3。认识简单的复合电路；初步了解集成电路的作用及发展情况．一、数字化技术将信号编成“0"或“1"的二进制代码,然后转换成电脉冲进行处理的技术．二、门电路用来实现基本逻辑功能的电子电路，可由二极管、三极管等分立元件构成，也可制成集成电路．三、常见的几种门电路1．与门电路：实现与逻辑的电子电路．（1）符号:。“＆”表示“与"就是英文and的缩写；（2)特点：有零为零,全一为一．（3)真值表:与门电路输入输出S1S2Q0000101001112。或门电路：实现或逻辑的电子电路．(1)符号：。“≥1”表示当输入呈现“1”状态的个数大于等于1时，输出为“1”状态．(2）或门电路的特点:有一为一，全零为零；（3）真值表：或门电路输入输出S1S2Q0000111011113。非门电路：实现非逻辑的电子电路．（1)符号：.“1”表示缓冲,“∘”表示反相；当输入为“1”状态时，输出为“0"状态．(2）非门电路的特点：入一出零,入零出一;（3）真值表:非门电路输入输出SQ0110四、集成电路1.定义：集成电路（IC)是指把晶体管、电阻、电容等元件，按电路结构的要求，制作在一块硅或陶瓷基片上，再加以封装而成的、具有一定功能的整体电路．2．分类(1）集成电路按功能分类可分为三类：数字集成电路、模拟集成电路和微波集成电路．（2)集成电路按集成度可分为六类：小规模集成电路SSI,中规模集成电路MSI,大规模集成电路LSI，超大规模集成电路VLSI，特大规模集成电路ULSI,巨大规模集成电路GSI。例1如图1所示的A、B端均为输入端，如果A输入“1”、B输入“0”．则下列选项正确的是()图1A．①电路为“非”门且输出“1”B．②电路为“与”门且输出“0”C．②电路为“或"门且输出“1”D．③电路为“与”门且输出“1”解析①为“非"门，输出为“0",②为“或”门，输出为“1”，③为“与”门，输出为“0",则只有选项C正确．答案C例2由门电路构成的一简单控制电路如图2，其中R′为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器,L为小灯泡．其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯泡L不亮，不受光照时，小灯泡L亮．该逻辑电路是________门电路，要增大该控制电路的灵敏度，可使变阻器R的阻值________(填“变大"或“变小")．图2解析根据题意，R′为光敏电阻，光照时电阻很小,分压较小，门电路输入为高电压,小灯泡L不亮，不受光照时,电阻很大，分压较大,门电路输入为低电压，小灯泡L亮，故为“非”逻辑关系,“非”门电路；要增大该控制电路的灵敏度,可使变阻器R的阻值变大．答案非变大五、复合门电路1．与非门一个与门电路和一个非门电路组合在一起，组成一个复合门电路,称为与非门，如图3所示．可简化为图3真值表:输入输出S1S2Q20010111011102。或非门一个或门电路和一个非门电路组合在一起,组成一个或非门，如图4所示．可简化为图4真值表:输入输出S1S2Q2001010100110例3在如图5所示的复合电路中，A、B、C为门电路的输入端，现欲使Y输出“0”，如果C输入端为“0"，则A、B两端分别输入（）图5A．00 B．01C．10 D．11解析当C端输入“0”，非门输出“1”,输出端Y输出“0”时，可知或门的输出端必须为“0”，则A、B端的输入分别为0,0，A正确．答案A1．(对单一门电路的理解）如图所示的逻辑电路中能让小灯亮起来的是(）答案B2．(单门电路的应用)如图6为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯的原理电路，图中S为声控开关（有声音时开关闭合，无声音时开关断开),Rt为光敏电阻,R1和R2都是定值电阻,A为某种门电路,L为灯泡．当晚上有人发声时，楼道灯能够自动打开，白天即使有人发声，楼道灯也不会亮．则（)图6A．图中A是一个与门电路B．图中A是一个或门电路C．图中A是一个非门电路D．晚上无光照时L一定亮答案A解析因为无光照时,有声音，灯泡才亮，否则不亮，无光照和有声音时输入都为“1”，输出为“1”,只要有一个输入为“0”,则输出为“0”,可知该门电路满足“有零为零,全一为一”的要求,即为与门电路．故选A。3．（对复合门电路的理解)在如图7所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为(）图7A．1和0 B．0和1C．1和1 D．0和0答案C解析B端电信号经过一个非门,变为“1”，从D端输出，故D端输出为“1”；B端的输出信号又作为输入信号与A端输入信号一起经过上面的与门,两者都是“1”，故C端输出为“1"．故选C.题组一单一门电路1．(多选）下列关于逻辑电路的说法中正确的是(）A．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫与逻辑关系B．如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生,这种关系叫与逻辑关系C．一个门上有三把钥匙，每把钥匙都能单独开门，它体现了或逻辑关系D．输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做或逻辑关系答案AC2．在逻辑门电路中,若输入信号中至少有一个为“1”，则输出为“1”的逻辑门电路是（)A．与门电路 B．或门电路C．非门电路 D．都不可能答案B3．为了节约用电，一种新型双门电冰箱安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，报警器就鸣响．如果规定：门关紧时输入信号为“0”，未关紧时输入信号为“1";当输出信号为“1"时,报警器就鸣响，输出信号为“0”时,报警器就不鸣响．则能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是（）A．与门 B．或门C．非门 D．与非门答案B解析只要一个条件满足,事件就会发生，即输入端的信号只要有一个是“1”，输出端就为“1”，该关系为或逻辑关系，该逻辑门是或门，故B正确，A、C、D错误．4．如图1所示为某一门电路符号及输入端A、B的电势随时间变化关系的图象，则下列选项中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图象是(）图1答案A解析题图为与门电路，所以A、B输入端都是高电势时，输出端才为高电势，故A正确．5．下面为一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路(）输入M01输出N10A．与门 B．非门C．或门 D．与非门答案B解析由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，故选B.题组二复合门电路6。如图2所示是一个三输入端复合门电路,当C端输入1，输出端Y输出0时，A、B端的输入分别是()图2A．0、0 B．0、1C．1、0 D．1、1答案A解析当C端输入1，输出端Y输出0时，可知或门的输出端为0，则A、B端的输入分别为0、0。故A正确，B、C、D错误．7．如图3所示由门电路组成的电路，输出端为1，指示灯L亮，输出端为0,指示灯L不亮，现要使灯L亮，则A、B两输入端分别是（)图3A．1、1B．0、0C．1、0D．0、1答案B解析要使灯L亮，非门的输出应该为1,故非门的输入为0,因此或门的两个输入端都应该为零．8．如图4所示，低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成，该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报．其中()图4A．甲是与门,乙是非门 B．甲是或门,乙是非门C．甲是与门,乙是或门 D．甲是或门，乙是与门答案B解析若甲是与门，乙是非门，不管输入电压为低电压(0）还是高电压（1)，经过与门后输出为（0）低电压，经过非门后输出高电压（1）,蜂鸣器都会发出警报，故A错误．若甲是或门，乙是非门，当输入电压为低电压（0），经过或门输出为低电压（0），经过非门输出为高电压(1），蜂鸣器发出警报，当输入为高电压（1），经过或门输出为高电压（1)，经过非门输出为低电压（0）,蜂鸣器不发出警报，故B正确，C、D错误．故选B.题组三综合应用9．如图5为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合．驾驶员未系安全带时开关S′闭合，系好安全带时S′断开．要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警．则在图中虚线框内应接入的元件是(）图5A．非门B．或门C．与门D．与非门答案C解析只有当驾驶员启动汽车且未系安全带时蜂鸣器才报警,体现了一种与的逻辑关系,故选C.10．如图6所示为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关,门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警．该报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用________门电路,虚线框乙内应选用_