【李家同】科技專欄(145)數位電路和類比電路的關係(Chapter 14)

張貼日期：2025/06/5

李家同

        我一直熱衷於搞懂類比電路，我也一直依靠我的學生侯冠維幫忙。最近又有一位我的學生呂嘉維參加了我們這個團隊，呂嘉維是我過去在清大教類比電路時，因為裝支架而無法上課，由他代我上課的。

大家都知道數位電路，也常常聽到人們說數位化。數位電路主要用到的是AND gate和OR gate，資訊系的學生都懂得AND gate和OR gate。可是對半導體製造工廠而言，他們只能處理類比電路，所以所有的數位電路都要經過轉換成為類比電路的。我的講義Chapter 14就是專門解釋如何將一個數位電路轉換成類比電路。

以下就是Chapter 14內部所介紹的數位電路和對應的類比電路:

1. Inverter

2. NOR gate

3. NAND gate

4. OR gate

5. AND gate

6. Complicated NOR circuits

7. XOR

8. SR flip flop

9. Modified CMOS inverter

10. NOR and NAND gates based upon the modified CMOS inverters

11. XOR based upon the modified CMOS inverters

12. SR flip flop based upon the modified CMOS inverters

13. NMOS transmission gate

14. CMOS transmission gate

15. SR flip flop based upon transmission gates

16. 0-pass transmission gate

17. AND gate based upon transmission gate

18. XOR based upon transmission gate 

19. Basic type D-flip flop

20. Edge triggered D-flip flop

21. 2-phase non-overlapping clock

22. Frequency divider

23. Inverter 1: the first inverter with a switch 

24. Inverter 2: the second inverter with a switch 

25. Inverter 3: the third inverter with a switch 

26. 2 to 1 multiplexer

27. 4 to 1 multiplexer

28. Decoder

29. Matching

30. Half adder

31. Full Adder

每一個類比電路都有做實驗，有的還做了好幾次才成功，失敗的經驗也寫在講義裡。類比電路是不容易解釋清楚的，我們仔細地看了這些線路，對每一個線路都有很詳細的解釋，所以Chapter 14共有132頁，修改了224次之多。對我來說，我已經是筋疲力盡了。對於如何將數位電路轉換成類比電路，而且很詳細解釋所對應的類比電路，我認為我們所做的工作是對學生有幫助的。

希望大家給我這個老頭子一點鼓勵。

Chapter 14可以在以下的網站找到:

https://rctlee.cyberhood.net.tw/rctlee/analogcircuit