1、數(shù)字電路

1.基本概念：工作在數(shù)字信號下的電路統(tǒng)稱為數(shù)字電路。

2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：數(shù)字電路是以二值數(shù)字邏輯為基礎(chǔ)的，其中的工作信號是離散的數(shù)字信號。電路中的電子器件，如二極管、三極管(BJT)、場效應(yīng)管(FET)處于開關(guān)狀態(tài)，時而導(dǎo)通，時而截止。

3.組成材料：數(shù)字集成器件所用的材料以硅材料為主，在高速電路中，也使用化合物半導(dǎo)體材料，例如砷化鎵等。

2、數(shù)字電路的發(fā)展

1.發(fā)展歷史：與模擬電路一樣，數(shù)字電路經(jīng)歷了由電子管、半導(dǎo)體分立器件到集成電路等幾個階段。但數(shù)字集成電路比模擬集成電路的發(fā)展更快，使數(shù)字集成電路的性能產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。2.器件工藝的發(fā)展：邏輯門是一種重要的邏輯單元電路。TTL邏輯門電路問世較早，其工藝經(jīng)過不斷改進(jìn)，至今已成為主要的基本邏輯器件之一。隨著MOS工藝特別是CMOS工藝的發(fā)展，TTL的主導(dǎo)地位有被CMOS器件所取代的趨勢。近年來，可編程邏輯器件(PLD)特別是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的飛速進(jìn)步，使數(shù)字電子技術(shù)開創(chuàng)了新局面，不僅規(guī)模大，而且將硬件與軟件相結(jié)合，使器件的功能更加完善，使用也更加靈活。

3、數(shù)字電路的應(yīng)用數(shù)字電路在日常生活中的應(yīng)用很多，尤其是數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)字電路的應(yīng)用越來越普遍，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、醫(yī)療、家用電子等各個領(lǐng)域，如工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用到的數(shù)控機(jī)床、溫度控制、氣體檢測、家用冰箱、空調(diào)的溫度控制、通信用的數(shù)字手機(jī)以及正在發(fā)展中的網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字化電視等。隨著數(shù)字電路的發(fā)展，其應(yīng)用將會越來越廣泛，它將會深入到生活的每一個角落。

4、 數(shù)字電路的分類

按集成度來分，數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和甚大規(guī)模五類。所謂集成度是指每一芯片所包含的晶體管的個數(shù)，表1列出了五類數(shù)字集成電路的分類依據(jù)。由表可以看出，存儲器是基本數(shù)字部件之一，集成度很高。利用存儲器可以記憶或存儲二值數(shù)字1或0。存儲的數(shù)字信息可以取出來分析或直接利用，例如，打印機(jī)可從計(jì)算機(jī)的存儲器里取出信息并打印在紙上。

表 1 數(shù)字電路的分類

分類

三極管的個數(shù)

典型集成電路

小規(guī)模

最多10個

邏輯門電路

中規(guī)模

10～100

計(jì)數(shù)器、加法器

大規(guī)模

100～1000

小型存儲器、門陣列

超大規(guī)模

1000～106

大型存儲器、微處理器

甚大規(guī)模

106以上

可編程邏輯器件、多功能集成電路5、數(shù)字電路的特點(diǎn) 數(shù)字電路的信號是不連續(xù)變化的數(shù)字信號，所以在數(shù)字電路中工作的器件多數(shù)工作在開關(guān)狀態(tài)，即工作在飽和區(qū)和截止區(qū)，而放大區(qū)只是過渡狀態(tài)。數(shù)字電路的主要研究對象是電路的輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系，因而在數(shù)字電路中就不能采用模擬電路的分析方法，例如，微變等效電路法等就不適用了。這里的主要分析工具是邏輯代數(shù)，表達(dá)電路的功能主要用真值表，邏輯表達(dá)式及波形圖等。6、數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。

圖1 數(shù)字系統(tǒng)框圖數(shù)字系統(tǒng)通常由輸入接口、輸出接口、數(shù)據(jù)處理和控制器構(gòu)成。輸入接口和輸出接口的主要任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，或?qū)?shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，處理器的主要作用是控制系統(tǒng)內(nèi)部各部件的工作，使它們按照一定的程序操作。通常以是否有控制器作為區(qū)分功能部件和數(shù)字系統(tǒng)的標(biāo)志，凡是包含控制器且能夠按順序進(jìn)行操作的系統(tǒng)，無論規(guī)模大小，一律稱為數(shù)字系統(tǒng)。

總結(jié)

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