数字电路基础

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数字电子技术第1单元数字电路基础知识

数字电子技术第1单元数字电路基础知识

第二部分 相 关 知 识
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
数字电路概述
计数体制
码制 逻辑代数基础
逻辑函数的化简
数字逻辑门电路
1.1 数字电路概述
1.1.1 什么是数字电路
1.数字电路的特点
• 数字信号目前常取二值信息,它用两个有 一定数值范围的高、低电平来表示,也可 用两个不同状态的逻辑符号如“1”或“H” 和“0”或“L”来表示。
第1单元 数字电路基础知识
第一部分 任 务 导 入
• 数字电路是电子技术的另一大类,广泛应 用于各个领域的各种电子电路之中。
• 图1-1所示为由数字集成块构成的触摸LED 追逐电路。 • 该电路主要是由数字门(如IC1)与数字 计数器(如IC2)共同构成的。
图1-1 数字集成块构成的触摸LED追逐电路
③ 数字电路不仅能完成数值运算,还可以 进行逻辑运算与判断,在控制系统中这是 不可少的,因此又把数字电路称作“数字 逻辑电路”。
1.1.3
数字电路与脉冲电路的异同
• 脉冲信号是短促的断续作用的电压或电流信 号,图1-4所示为常见的脉冲信号波形。 • 除正弦波和它的合成信号外,其他形式的信 号都属于脉冲信号。
3.二进制数运算规则
2.十进制数的计数原则
• 十进制数的计数原则是:逢10进1,借1当10。
• 例如,十进制数3743. 3由5位数字组成,小 数点左边有4位,右边有1位。
• 这个数实际上是由以下多项式缩写而成的, 即
3743.3=3×103+7×102+4×101+3×100+3×10−1
• 依此类推,任何一个n位整数、m位小数 的十进制数(N)10均可记为

数字电路基础教案

数字电路基础教案

第7章数字电路基础【课题】7.1 概述【教学目的】1.让学生了解数字电子技术对于认知数码世界的重要现实意义,培养学生学习该科目的浓厚兴趣。

2.明确该科目的学习重点和学习方法。

【教学重点】1.电信号的种类和各自的特点。

2.数字信号的表示方法。

3.脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。

4.数字电路的特点和优越性。

【教学难点】数字信号在日常生活中的应用。

【教学方法】讲授法,讨论法【参考教学课时】1课时【教学过程】一、新授内容7.1.1 数字信号与模拟信号1. 模拟信号:在时间和数值上是连续变化的信号称为模拟信号。

2. 数字信号:在时间和数值上是离散的信号称为数字信号。

讨论:请同学们列举几种常见的数字信号和模拟信号。

7.1.2 脉冲信号及其参数1. 脉冲信号的定义:在瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流信号。

2.脉冲的主要参数:脉冲幅值V m 、脉冲上升时间t r 、脉冲下降时间t f 、脉冲宽度t W 、脉冲周期T及占空比D。

7.1.3 数字电路的特点及应用特点:1.电路结构简单,便于实现数字电路集成化。

2.抗干扰能力强,可靠性高。

(例如手机)3.数字电路实际上是一种逻辑运算电路,电路分析与设计方法简单、方便。

4.数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号。

(例如计算机)5.精度高、功能完备、智能化。

(例如数字电视和数码照相机)应用:数字电路在家电产品、测量仪器、通信设备、控制装置等领域得到广泛的应用,数字化的发展前景非常宽阔。

讨论:1.你用过哪些数字电路产品,请列出1~2个较为典型的例子,并就其中一个产品说明它的功能及优点和缺点。

二、课堂小结1. 数字信号与模拟信号的概念2. 脉冲信号及其参数3. 数字电路的特点及应用三、课堂思考讨论:谈谈如何才能学好数字电路课程?四、课后练习P143思考与练习题:1、 2、3。

【课题】7.2 常用数制与编码【教学目的】1.掌握二进制、十进制、十六进制数的表示方法及数制间的相互转换。

数字电路基础

数字电路基础
(1001.11)2123022021120 121122
数字逻辑电路电子教案 西北大学信息学院
8
二进制数和十进制数之间的数值相等关系
整数对应关系
二进制数 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
表示数值 50(05102) ,十进制数551等于各位数值之和,
即为:
5 5 5 5 0 1 1 0 0 5 1 2 5 0 1 1 1 0 1 00
十进制数表示为多项式和的形式称为按权展开式。
数字逻辑电路电子教案 西北大学信息学院
6
一般式为:
(N )1 0K n 1• 1n 1 0 K n 2• 1n 2 0 • • • K 1• 11 0 K 0• 100 K 1• 1 1 0 2 • • • • K m • 10 m
数字逻辑电路电子教案 西北大学信息学院
7
1.二进制计数 二进制是目前数字设备、计算机采用的数制,基数为
2,计数时“逢2进1”。二进制只有0和1两种数字符号,第i 位上的位权是2的i 次幂。二进制数的一般表达式为:
(N )2K n 1•2 n 1 K n 2 • 2 n 2 •••••• K 0•2 0 K 1•2 1 •••••• K m •2 m
数字逻辑电路
数字电路是一门电路课,主要讨论电路的组成、工作原理 及使用方法。组成数字电路的目的是处理数字信号,数字信 号是用0和1两个数码组成的多位的01码或01串,01串可以 表示二进制数具有数值意义,也可以表示某些信息,为某些 信息的编码。用波形图表示时,1代表高电平、0代表低电平, 01串是为高低电平变化的脉冲信号。

数字电路基础

数字电路基础

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2
这里的0和1不是十进制数中的数字,而是逻辑0和逻辑1。
产生和处理这类数字信号的电路称为数字电路或逻辑电路。数字电 路的任务是对数字信号进行运算(算术运算和逻辑运算)、计数、存贮、 传递和控制。
2.脉冲信号
t
t
所谓脉冲,是指脉动、短促和不连续的意思。
在数字电子技术中,把作用时间很短的、突变的电压或 电流称为脉冲。 数字信号实质上是一种脉冲信号。
解: ( 10 ) 2 1 1 2 5 1 1 2 3 1 1 2 2 1 1 2 1 1 2 0 ( 4 ) 1 (5 F )1D 65 12 6 1 1 5 1 6 1 1 3 0 6 ( 15 )10 33
(2)十进制数转换成二、十六进制数 十进制数转换成二进制数或十六 进制数,要分整数和小数两部分分别进行转换,这里只介绍整数部分的转 换。通常采取除2或除16取余法,直到商为0止。读数方向由下而上。
1·0=0;1·1=1
Y=A+B 0+0=0;0+1=1;
1+0=1;1+1=1
Y= A
0 1 10
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能实现与、或、非三种基本逻辑运算关系的单元电路分别叫做与门、 或门、非门(也称反相器),其对应的逻辑符号如图6.2.2所示。
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2.复合逻辑运算
与、或、非是三种最基本的逻辑关系,任何其他的复杂逻辑关系都可 由这三种基本逻辑关系组合而成。
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例6.1.5 将十进制数(58)10 分别
转换成二进制数和十六进制数。
先将(58)10转换成二进制数,
采取“除2取余法”,过程如下

10 数字电路基础(电子教材)

10 数字电路基础(电子教材)

项目10 数字电路基础学习目标1.知识目标(1) 掌握数字信号与模拟信号的特点。

(2) 熟悉数字电路的特点与分类。

(3) 掌握十进制、二进制、八进制以及十六进制之间的转换。

(4) 掌握一些常用的编码。

(5) 掌握逻辑函数的表示方法及相互间的转化。

(6) 掌握逻辑代数和卡诺图化简方法。

2.技能目标(1) 能识别数字信号与模拟信号。

(2) 能测量调节数字信号的各个参数。

生活提点由于自然界中的各种信号,例如光、电、声、振动、压力、温度等通常表现为在时间和幅度上都是连续的模拟信号,所以传统上对信号的处理大都采用模拟系统(或电路)来实现。

随着人们对信号处理要求的日益提高,以及模拟信号处理中一些不可克服的缺点,对信号的许多处理转而采用数字的方法来进行。

近年来由于大规模集成电路和计算机技术的进步,信号的数字处理技术得到了飞速发展。

数字信号处理系统无论在性能、可靠性、体积、耗电量、成本等诸多方面都比模拟信号处理系统优越得多,使得许多以往采用模拟信号处理的系统越来越多地被数字处理系统所代替,进一步促进了数字信号处理技术的发展,其应用领域包括通信、计算机网络、雷达、自动控制、地球物理、声学、天文、生物医学、消费类电子产品等国民经济的各个部门,已经成为信息产业的核心技术之一。

比如平时用到的手机、MP3、计算机等产品,均是基于数字信号处理基础上的数字化产品,而数显电容计中所用的也均为各种集成数字电路,接下来先来认识一下数字信号。

项目目标:使用信号发生器获取数字信号与模拟信号。

项目要求:通过示波器来检测各数字信号的幅度、周期、脉冲宽度及占空比。

项目提示:图10.1 所示为信号发生器输出的模拟信号及数字信号的波形的示波器截图。

(a) 模拟信号截图(b) 数字信号截图图10.1 数字及模拟信号截图接下来通过信号发生器和示波器测试数字信号。

测试器件清单见表10-1。

表10-1 项目测试器件清单测试步骤如下。

1.将信号发生器的输出端与示波器的输入正确相连。

数字电路的基础知识

数字电路的基础知识

数字电路的基础知识数字电路是电子电路的一种,它使用离散的电压和电流信号来处理和存储数字信息。

数字电路由逻辑门、触发器和寄存器等基本逻辑单元组成。

逻辑门是数字电路的基础构建模块,常见的逻辑门包括与门、或门、非门和异或门等。

它们根据输入信号的真值表来决定输出信号的逻辑运算结果。

触发器是一种存储器件,用于存储和传输二进制数据。

最常见的触发器是D触发器,它具有一个数据输入端和一个时钟输入端,通过时钟上升沿或下降沿来传输数据。

触发器还可以用来实现计数器和状态机等功能。

寄存器是一种具有多个存储单元的存储器件,用于存储多位二进制数据。

寄存器通常由多个触发器级联构成,可以在时钟信号的控制下进行数据的并行或串行传输。

数字电路的设计和分析常常使用布尔代数和逻辑表达式。

布尔代数是一种数学系统,用于表示和操作逻辑关系。

逻辑表达式使用布尔运算符(如与、或、非)和变量(如A、B、C)来描述逻辑关系,进而用于设计和分析数字电路的功能和性能。

在数字电路中,信号一般使用二进制编码。

常用的二进制编码方式有二进制码、格雷码和BCD码等。

二进制码是最常见的编码方式,将每个数位上的值表示为0或1。

格雷码是一种特殊的二进制编码,相邻的编码只有一个比特位的差异,用于避免由于数字信号传输引起的误差。

BCD码是二进制编码的十进制形式,用于表示和处理十进制数字。

数字电路在计算机、通信、控制系统等领域有广泛的应用,例如计算机的中央处理器、内存和输入输出接口等都是基于数字电路的设计实现。

希望这些基础知识能够帮助你对数字电路有更好的理解。

《数字电子技术》 第1章数字电路基础

《数字电子技术》  第1章数字电路基础

第1 章
数字电路基础
1.1 数制与代码
1.2 逻辑函数
1.3 逻辑代数的基本定律和运算规则 1.4 逻辑函数的代数化简法 1.5 逻辑函数的卡诺图化简 1.6 逻辑函数的常用表达形式 返回主目录 退出
1. 1 数制与代 码
1.1.1 常用数制 1.1.2 数制转换 1.1.3 代码 返回上一级 退出
(3)按电路逻辑功能分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
0.3
数字集成电路的发展趋势
1.大规模 。 2.低功耗 。 3.高速度 。 4.可编程 。 5.可测试 。 6.多值化 。
第1章
数字电路基础
学习要点:
•数字电路基本逻辑、复合逻辑
•逻辑函数基本定律、常用公式
•逻辑函数代数化简法 •逻辑函数卡诺图化简法
2. 数字电路的分类
(1)按电路组成结构分为分立元件和集成电路两大类。 其中集成电路按集成度(在一块硅片上包含的逻辑门电 路或元件的数量)可分为小规模(SSI)、中规模 (MSI)、大规模(LSI)和超大规模(VLSI)集成电路。
(2)按电路所用器件分为双极型(如TTL、ECL、I2L、 HTL)和单极型(如NMOS、PMOS、CMOS)电路。
3、八进制 数码为:0~7;基数是8。 运算规律:逢八进一,借一当八 。 下标可用8或O(Octadic的缩写)表示 。 八进制数的权展开式: 八进制 和十六 进制主 要用于 书写程 序、指 令 。十 六进制 数还经 常用来 表示内 存的地 址。
例如,(107.4)8 =1×82 + 0×81 +7×80 +4×8-1 4、十六进制 数码为:0~9、A~F;基数是16。 运算规律:逢十六进一,借一当十六 。 小标可用16或H(Hex的缩写)表示 十六进制数的权展开式:

数字电路知识点总结

数字电路知识点总结

数字电路知识点总结一、数字电路基础1. 数字信号与模拟信号- 数字信号:离散的电压级别表示信息,通常为二进制。

- 模拟信号:连续变化的电压或电流表示信息。

2. 二进制系统- 基数:2。

- 权重:2的幂次方。

- 转换:二进制与十进制、十六进制之间的转换。

3. 逻辑电平- 高电平(1)与低电平(0)。

- 噪声容限。

4. 逻辑门- 基本逻辑门:与(AND)、或(OR)、非(NOT)、异或(XOR)。

- 复合逻辑门:与非(NAND)、或非(NOR)、异或非(XNOR)。

二、组合逻辑1. 逻辑门电路- 基本逻辑门的实现与应用。

- 标准逻辑系列:TTL、CMOS。

2. 布尔代数- 基本运算:与、或、非。

- 逻辑公式的简化。

3. 多级组合电路- 级联逻辑门。

- 编码器、解码器。

- 多路复用器、解复用器。

- 算术逻辑单元(ALU)。

4. 逻辑函数的表示- 真值表。

- 逻辑表达式。

- 卡诺图。

三、时序逻辑1. 触发器- SR触发器(置位/复位)。

- D触发器。

- JK触发器。

- T触发器。

2. 时序逻辑电路- 寄存器。

- 计数器。

- 有限状态机(FSM)。

3. 存储器- 随机存取存储器(RAM)。

- 只读存储器(ROM)。

- 闪存(Flash)。

4. 时钟与同步- 时钟信号的重要性。

- 同步电路与异步电路。

四、数字系统设计1. 设计流程- 需求分析。

- 概念设计。

- 逻辑设计。

- 物理设计。

2. 硬件描述语言(HDL)- VHDL与Verilog。

- 模块化设计。

- 测试与验证。

3. 集成电路(IC)- 集成电路分类:SSI、MSI、LSI、VLSI。

- 集成电路设计流程。

4. 系统级集成- 系统芯片(SoC)。

- 嵌入式系统。

- 多核处理器。

五、数字电路应用1. 计算机系统- 中央处理单元(CPU)。

- 输入/输出接口。

2. 通信系统- 数字信号处理(DSP)。

- 通信协议。

- 网络通信。

3. 消费电子产品- 音频/视频设备。

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第一章数字电路基础(1)S09209B数字电路中的工作信号为()。

A. 随时间连续变化的电信号B. 脉冲信号C. 直流信号解:BS09211B与二进制数10001001相应的十进制数是()。

A. 89B. 137C. 73解:BS09212B模拟电路中的工作信号为()。

A. 随时间连续变化的电信号B. 随时间不连续变化的电信号C. 持续时间短暂的脉冲信号解:AS09219B数字电路中的工作信号为()。

A. 随时间连续变化的电信号B. 脉冲信号C. 直流信号解:BS12222B逻辑电路如图所示,EN为控制端,若C=“1”,则F为()。

+A. AB ABB. ABC. 高阻状态解:CS09220B时刻输出F为()。

逻辑图和输入A,B的波形如图所示,分析在t1A.“1”B.“0”C.不定解:BS09221B++可变换为()。

逻辑式F=A B CA. F ABC =B. C B A F ++=C. C B A F =解:A S09222B逻辑式D C AB C B A D B B A F +++=,化简后为( )。

A. C B B A F += B. =F A B +C DC. D B B A F +=解:C S09223B与二进制数00101010相应的十进制数是( )。

A. 20B. 74C. 42解:B S09224B逻辑式C B A ABC C AB C B A F +++=,化简后为( )。

A. A F =B. B F =C. AB F =解:A S09206N反码是(1011101)反对应的十进制数是( )。

A. –29 B. –34C. –16D. 22解:B S09206G(–25)10的补码是( )。

A. 100111 B. 000111C. 011001D. 111001解:A S09207G某十六进制数的原、反、补(不一定是这个顺序)码是101011010,101011011,110100101,该十六进制数为( )。

A. 5AB. –DA1C. A5D. –A5解:D S09207N某十进制数的原、反、补(不一定是这个顺序)码是1001001,1001010,1110110,该十进制数是( )。

A. –45B. –54C. –36D. +54解:BS09222B等于(36.7)10的8421BCD编码的是()。

A. 0110110.101B. 0011110.1110C. 00110110.0111D. 110110.111解:CS09208N与二进制码1010等值的格雷码是()。

A. 1111B. 1000C. 1100D. 1001解:AS09223B与8421BCD码(01101000)8421BCD等值的十进制数是()。

A. 68B. 38C. 105D. 24解:AS09208G在BCD码中,具有正权值的码是()。

A. 余3码B. 8421码C. 格雷码D. 2421码解:B DS09207I(6B.2)16等值的二进制数是()。

A. 1101011.001B. 01101010.01C. 11101011.01D. 01100111.01解:AS09208I与十进制数(53.5)10等值的数是()。

A. (01010011.0101)8421BCDB. (35.8)16C. (110101.1)2D. (65.4)8解:A B C DS09209G用2421BCD计数法表示十进制数(726)10的可能的编码方式是()。

A. (110100101100)2421BCDB. (011110000110)2421BCDC. (110110000110)2421BCDD. (011100100110)2421BCD解:A.、B.、C.、D S09209N与十进制数9等值的余3格雷码是( )。

A. 1010 B. 1011C. 1100D. 1001解:A S09210N与十进制数19等值的余3BCD 码是( )。

A. (00101100)余3BCD B. (01001100)余3BCDC. (00110101)余3BCDD. (01011010)余3BCD解:B S09210G在一个8位的存储单元中,能够存储的最大无符号整数是( )。

A. 十进制数(256)10 B. 十进制数(127)10C. 十六进制数(FF)16D. 十进制数(255)10解:C D S09211G函数=++++++++++=))()()()((C B A C B A C B A C B A C B A F ( )。

A.∑m)7,6,5(B.∑m)4,3,2,1,0(C. )(C B A +解:A 、C S09211N=+++=D A CDE BD B A F ( )。

A. D B A +B. D B A )(+C. ))((D B D A ++D. ))((D B D A ++解:A 、C S09212G逻辑函数 C B A F ⊕⊕=的对偶式为( )。

A. C B A ⊕⊕ B. A ⊙B ⊙CC.解:A 、B S09305N与十进制数(1)10等值的余3码是(0100)余3码。

( ) 解:√ S09305G与十进制数(1)10等值的余3格雷码是(0110)余3格雷码。

( ) 解:√ S09305I11111 ~ 01111(第一位为符号位)的二进制数能代表的十进制整数的个数是31个。

( ) 解:√ S09306B判断逻辑式:B A B A A =⊕)(是否正确。

( ) 解:√ S09306I判断逻辑式:))((C B A C B A B A C B C A ++++=++是否正确。

( ) 解:√ S09306N判断逻辑式:B A AB B A +=⊕⊕是否正确。

( ) 解:√ S09306G判断逻辑式:)()()(AC AB C B A ⊕=⊕是否正确。

( ) 解:√ S09307N判断逻辑式:A ⊙B ⊙(A +B )=AB 是否正确。

( ) 解:√ S09307G判断逻辑式:A+(B ⊙C )=(A +B )⊙(A+C )是否正确。

( ) 解:√ S09307B判断逻辑式:+⊕⊕)(C B A (A ⊙B ⊙C )=1是否正确。

( ) 解:× S09307I判断逻辑式:B A B A B A +=⊕)()(是否正确。

( ) 解:× S09308B判断逻辑式:)(B A +⊙=+)(B A A ⊙B 是否正确。

( ) 解:√ S09308I判断逻辑式:C AB BCD AB C B C A +=+++是否正确。

( ) 解:√ S09309B解:√ S09310B判断逻辑式:))()()((B A B A B A B A ++++=1是否正确。

( ) 解:× S09309I 判断逻辑式:∑=m1)7,6,5,4,3,2,1,0(是否正确。

( )解:√ S09310I判断逻辑式:B A AB D C B A F +=),,,(= 1是否正确。

( ) 解:× S09308N判断逻辑式:1),,,(=++++=D A D A C C B B A D C B A F 是否正确。

( ) 解:× S09308G判断逻辑式:1))((),,,(=+++++=C B D B A C B D C C B A D C B A F 是否正确。

( ) 解:√ S09309N判断逻辑式: 1),,,(=++++=D D C C B C A ABC D C B A F 是否正确。

( ) 解:√ S09311B判断逻辑式:)(B A AB ⊕= 0是否正确。

( ) 解:√ S09309G判断逻辑式:)(C B A ⊕⊕(A ⊙B ⊙C )⊕)(C B A ⊕⊕= 0是否正确。

( ) 解:√ S09310N判断逻辑式:B A C C B A B A ++++))((= 0是否正确。

( ) 解:× S09310G判断逻辑式:BC A C A B A +++))((= 0是否正确。

( ) 解:√ S09311I解:√S01401B有一个场效应管,但不知道是什么类型的,通过实验,测出它的漏极特性如图所示。

你能不能从图中给出的数据判断:(1)它是哪一种类型的场效应管?(2)它的夹断电压|V P|(或开启电压|V T |)大约是多少?(3)它的I DSS大约是多少?解:(1)它是绝缘栅P沟道耗尽型场效应管,因为V GS由负到正时,I D由大到小。

(2)由特性曲线可知V P≈+3V。

(3)I DSS是V GS = 0时的I D值,由图中可看出I DSS≈8mA。

S01401G某二极管的伏安特性曲线如图所示。

已测得流进此管的电流为10mA。

(1)求二极管的直流电阻R D和动态电阻r D。

(2)画出二极管在该工作点的低频小信号模型。

(3)解释当信号频率超过一定值后二极管不能正常单向导电的原因,并画出高频小信号模型。

解:(1)R D=V D/I D= 0.8V/10mA = 80Ω,r d=26mV/I D=2.6Ω。

(2)二极管低频小信号模型就是动态电阻r d。

(3)当频率较高时,由于结电容C j的容抗(X c=1/ωC)减小,加在二极管上的电压不论是正偏还是反偏,都有电流流过二极管,因此二极管失去单向导电性。

(模型图略)S01401I如图(a)电路中,如二极管是理想的。

已知:v i的波形如图(b),试画出v O的波形。

解:S01401N如图所示电路中的输入端加上幅值为10V正弦波电压,试画出端电压v o的波形,并说明稳压管在电路中的作用,设稳压管D Z1与D Z2的稳压值为V Z1=V Z2= 6V解:稳压管在此电路中起削波作用S01402B如果在两个2CW 15稳压管,一个稳压值是8V,另一个是7.5V,试问把这两个管子串联后总的稳压值?把这两个管子并联时,稳压值又是多少?解:两个稳压管串联可以如图所示(a)、(b)、(c)、(d)四种形式,可以得到15.5V、8.7V、8.7V、8.2V、和1.4V四种稳压值(设稳压管工作在正向时稳压值为0.7V)。

两个稳压管并联后,稳压值将由最低的那一个来决定,从图(e)、(f)、(g)、(h)四种情况来看,有7.5V和0.7V两种可能。

值得指出是,稳压管并联,通常起作用的只有一个,所以除在特殊情况下,稳压管不并联使用。

S01402I在晶体管放大电路中、测得三个晶体管的各个电极的电位如图所示,试判断各晶体管的类型(是PNP管还是NPN管,是硅管还是锗管)并区分e、b、c三个电极。

解:A管:NPN硅管①e②b③c ;B管:PNP硅管①c ②b ③e ;C管:PNP锗管①c②e ③b。

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