本内容包括由二极管或单路门组成的门电路、或非门应用程序等。紫色文本是一个超链接，点击自动跳转到相关的博客文本。不断更新，原创并不容易！
目录：
1)线性放大原理 2)声光显示实验过程 3）Proteus仿真CD4009放大信号
1）工作原理 2）Proteus仿真CD4069振荡
1）工作过程 2)工作波形和电压传输特性 三、二极管应用
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二极管可用于一些只使用一个单元的应用(推荐肖特基)构成门电路，或采用单门电路。
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1）单与门：SN74AHC1G08等；单与非门：SN74LVC1G38等。
2）单或门：SN74AHC1G32、SN74AHCT1G32等；单门或非门：SN74AHC1G02等。
3）单非门：SN74AHC1G04、M74VHC1G04、M74VHC1GT04、NL17SZ04、NL17SV04、NLU1G04等。
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常用的反向器有CD4009六反向缓冲器/变换器、CD4049六反向缓冲器/变换器、CD4069六反向器、CD4584六施密特反向器、74HC04六反向器、74HC14六反向器(含施密特触发)等。其中CD4069是在数字电路和单片机系统中常用6反相器，它的结构比较简单，一共有六路反相器，16个引脚，主要的参数和内部结构见下图：
由于CMOS门电路有一个固定的阈值电平，对于信号脉冲中低于阈值电平的部分，门电路的输入端不予响应。利用门电路的这一特点，常将其直接用于对脉冲的整形。它的用途除了作控制门之外，还用来组成时钟脉冲发生器。由于一块集成门电路中往往包含几个独立的门电路，在组成一些电路的主要结构之后总有一些多余的部分。可以利用这些多余的部分来作脉冲的整形、反相以及放大等用途。对于某些要求较高的电路，直接用门电路整形，有时还不能满足要求，而是将门电路组成一个施密特触发器，利用施密特触发器的滞后特性，使脉冲的整形符合电路的要求，这种电路的整体结构如下图所示。
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1）线性放大原理
CD4069包括6个非门，每个非门除了可以进行非运算之外，还可以用来做线性放大。典型的非门线性放大电路如下图所示。这样的电路为什么具有线性放大的功能呢？
通常非门输入电压的高低是以电源电压的一半为分界的，在于电源电压一半的输入信号视为高电位信号，反之为低电位信号。其实这只是粗略的说法，并不是非门工作状态的真实情况。如果输入电压正好为电源电压的二分之一，也就是不高也不低，那末输出电压该如何呢？当非门输入电压为电源电压的一半时。非门的输出电压也为电源电压的一半。
非门的输入电压在电源电压的二分之一附近有一个区间，称为状态转换区。当非门输入电压在电源电压的一半附近产生微小的变化时，亦可引起输出电压在电源电压的一半附近产生一定的变化。在这个区间内，非门的输出电压与输入电压之间成线性放大的关系。下图形象地表示出非门的线性放大性质，水平轴上的线段AB就是输入电压的状态转换区。非门电路在状态转换区内具有电压放大功能，状态转换区又叫线性放大区。
如果电源电压是3V，则输入电压在1.5V附近，从1.4V～1.6V之间变化，则可引起输出电压的线性变化。输出电压的变化范围在0V～3V之间。其变化幅度大于输入电压的变化。如果把输入电压的变化值记作Vi，输出电压的变化值记作Vo，则Vo/Vi为电压放大倍数。一般地，一个非门的电压放大倍数在20～30之间。
从上面的分析可知，只有输入电压在电源电压的一半附近的线性放大区内，非门才能正常地进行线性放大。怎样才能将输入端的电压保持在电源电压的一半呢？除了可以用两个电阻组成分压电路之外，通常采用直流负反馈实现。电路中单阻Rf可将非门的输入电压锁定在线性放大区的中点，也就是电源电压的一半。电路中非门的输入端与输出端通过反馈电阻Rf相连，由于电阻Rf的直流负反馈作用，只要当输出端电压偏离电源电压的一半时，输入端就会给输出端一个纠正电压，使得输出端电压向电源电压的一半处偏移，直到输出电压和输入电压在该处达到动态平衡为止。也就是说由于负反馈电阻的存在，只有输入端电压保持在电源电压的一半时。非门的状态才能保持稳定。
如图的放大电路中，因为Rf除了提供直流负反馈之外，还有交流负反馈的功能，所以其阻值不能太小，一般在1M左右。为了使放大器对不同频率的输入信号进行均衡放大，电路接入了电阻Ri。该放大器的放大倍数与Ri和Rf有关。当Rf/Ri的值小于20的情况下，可以近似地认为该电路的放大倍数为Rf/Ri。例如当Rf为1M，Ri为100k，放大倍数则为1000/100=10。电容Ci的作用是隔离直流，传输交流信号。
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2）声音灯光显示实验过程
电路组装成功，接通电源，当周围环境有声响时，可以看到发光二极管LED随着声音闪亮。
实验分析与总结：
本电路是一个音频放大电路，它除了可以指示声音之外还可用于话筒的前级放大。该电路的放大倍数由3个非门放大电路所决定。
非门1的放大倍数为1M/47K，约为20c，非门2、3的放大倍数为25c，整个音频放大器的放大倍数为20*25*25，约1500倍。
电阻R2和电容C1决定音频放大器的频率特性，其最低频率为1/(2π*R2*C1)(Hz)。如上图电路的参数，该频率为1/(2*3.14*47K*0.47uF)≈150(Hz)。
电路中二极管D不可缺少。通过实验可知，如果不用这个二极管，当有声音时，发光二极管也不会亮。这是因为电容C2的作用是阻挡直流电，通过交流电；而发光二极管可通过直流电，阻挡交流电。从非门输出的声音放大信号是脉动直流电，里面既有交流成分也有直流成分。但直流成分被电容C2阻挡，交流成分被二极管阻挡，所以电路中没有电流通过。加上二极管D后。通过电容C2的交流电可轮流通过二极管D和发光二极管。从另一个角度说，这个电路是倍压整流电路。
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3）Proteus仿真CD4009放大信号
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1）工作原理
在某一个时刻，反相器的输入端为高电平，则的输出端为低电平，经过反相器之后输出高电平向电容充电，随着电容两端的电压升高，的输入端逐渐变为低电平，一旦低于1/2VCC就会使非门翻转，此时与中间为高电平，经反相后向电容反向充电，达到条件之后再次翻转，因此OUT端就会形成高低电平变化，周而复始形成振荡。其中左边的电阻R0与右边的电容C1组成正反馈，中间电阻R1为补偿调节电阻，用于在电源电压变化时稳定频率。其振荡频率为1/2.2RC。
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2）Proteus仿真CD4069振荡
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电子设备中常需要用一组功率不大的负电源，如果另设计一组电源比较浪费，此时可用CD4069反相器构成负电源发生器，以满足设备系统的需要。
负电源发生器的电路见右图（a）所示，一块CD4069中正好有6个CMOS 反相器，在图中都得到了充分利用。反相器I与II组成振荡器，产生矩形波，反相器III-VI并联，对振荡器输出波形整形，并联的目的是增加电路的驱动能力。C2、C3、VD1 与VD2 组成整流电路输出。当电源电压为VDD、负载电阻大于250R时，输出电压Vo为-VDD。若负载电阻较小时，输出负电压幅度将会下跌。右图（b）是简化的负电源发生器，它只用CD4069中3个完好的反相器。另3 个反相器可以另作它用，不过此电路的负载能力较上述电路弱一些。当VDD为5V时，空载输出电压为-3V；当负载电阻力430R时，输出电压为-2V；负载电阻为200R时，输出电压为-1.5V；负载为100R时，输出仅为-1V。若要提高负电压的幅度，可以加大VDD 的值。上述两电路中的VD1、VD2 均可用1N60 等锗二极管。
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将方波积分成三角波，再积分成正弦波。
积分器一般采用运算放大器构成，但用CMOS反相器CD4069也可，并且其效果较好，成本低。用CMOS门组成积分器是利用它的线性区具备放大这一特点。电路中R1和R2可以改变，以适应频率和幅度的要求。两个0.1μF的电容作补偿用，防止产生不必要的振荡。集成电路也可采用其他反相形式的门电路，但必须是不带缓冲，即单级的门。
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1）工作过程
设反向器的阈值电压Uth=Vdd/2，输入信号三角波Ui。串联电路(Ui-Ui1)/R1=(Ui1-Uo)/R2，得：
当Ui=0V时，G1截止、G2导通，输出Uol，即Uo=0V。只要满足Ui1小于Uth，电路就会处于这种状态(第一稳态)。
当Ui上升，使得Ui1=Uth时，电路会产生如下反馈过程：
电路会迅速转换为G1导通、G2截止，输出为Uoh，即Uo=Vdd的状态(第二稳态)。此时的Ui值称为施密特触发器的上限触发转换电平Ut+。显然Ui继续上升，电路的状态不会改变。
若Ui下降，Ui1也会下降。当Ui1下降到Uth时电路又会产生以下的正反馈过程：
电路会迅速转换为G1截止、G2导通、输出为Uol的第一稳态。此时的Ui值称为施密特触发器的下限触发转换电平Ut-。Ui再下降，电路将保持状态不变。
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2）工作波形与电压传输特性
旋密特触发器将三角波Ui变换成矩形波Uo。
回差ΔUt=Ut+-Ut-(通常Ut+>Ut-)，改变R1与R2的大小可以改变回差ΔUt。
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3）加二极管应用
因R1、R2值不能取很大，串接D1，防止Uo=Uoh时，G2的负载电流过大。
当输入Vi=0时，门G1截止，Vo=Voh；门G2导通，输出Vo=Vol。当Vi逐步上升，使二极管D1导通，则：
式中，Vd为二极管D1导通压降，Vol≈0.3v≈0v。当V1上升到Vth时，由于G1另一输入端V1'仍低于Vth，电路状态不变。当Vi逐步上升至使V1≥Vth(Vth为TTL门阈值电平）时，门G1将由截止转为导通；门G2由导通转为截止，Vo=Voh，触发器发生一次翻转。此时Vi为上限触发电平，如果忽略V1'＝Vth时G1的输入电流，则可得到：
故得
只要输入Vi>Vt+，触发器就处于输出Vo=Voh的稳定状态。
当输入Vi逐步下降时，只要Vi≤Vth，门G1将由导通转为截止，Vo=Voh；门G2由截止转为导通，Vo=Vol，触发器再次发生翻转，此时Vi为下限触发电平Vt-=Vth，因此，电路的回差电压
调整电阻R1和R2的分压值，就可以改变回差大小。
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常用的与门有CD4081四2输入与门、CD4011四2输入与非门、CD4023三3输入端与非门、CD4093四二输入与非施密特触发器、
74HC00四2输入与非门、74HC01四2输入与非门(OC)、74HC08四2输入与门、74HC09四2输入与门(OC)等。其中CD4011内部
含四个与非门，14个引脚，主要的参数和内部结构见下图：
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下图所示电路为负脉冲单稳电路。电路中，因R2接地，稳态时F2输出为“1”，F1输出为“0”。当触发输入为低电平时，C1R1的微分作用，产生一负跳变作用于F1，其输出状态翻转为F1=1，F2=0。F1=1时，经R2向C1充电，当C1上的充电电压升高到或R2上的电压降低到F2的关门电平时，F2又输出为“1”，恢复到稳态。在没有新的触发信号输入时，该状态保持不变。
下图所示电路为正脉冲触发的单稳电路，增加F1则成为高电平触发有效的单稳态电路。
下图为负脉冲触发的单稳态电路，负脉冲经过C1、R1、R2微分后，产生负跳变去触发单稳态电路。
下图是用施密特触发器去触发的单稳电路。施密特触发器对输入信号的电平幅度有一定要求，由R2/R1决定：当达到R2/R1所设置的电平时，触发器状态才翻转，否则不发生变化；因此，它对输入信号有限幅、整形的作用。图中F1、F2构成施密特触发器，F3、F3构成单稳态电路。当IN端输入触发信号时，F1输出为“0”，经C1、R3产生一负跳变触发F3、F4单稳电路，使其进入暂稳态，Q端输出高电平的时间长短为tw=0.693RC。
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