數(shù)字電路和集成邏輯門電路習(xí)題解答

1、思考題與習(xí)題1-1 填空題 1）三極管截止的條件是 UBE 0V 。三極管飽和導(dǎo)通的條件是 IBIBS 。三極管飽和導(dǎo)通的IBS是 IBS（VCCUCES）/Rc 。2）門電路輸出為 高 電平時的負(fù)載為拉電流負(fù)載，輸出為 低 電平時的負(fù)載為灌電流負(fù)載。3）晶體三極管作為電子開關(guān)時，其工作狀態(tài)必須為 飽和 狀態(tài)或 截止 狀態(tài)。4） 74LSTTL電路的電源電壓值和輸出電壓的高、低電平值依次約為 5V、2.7V、0.5V 。74TTL電路的電源電壓值和輸出電壓的高、低電平值依次約為 5V、2.4V、0.4V 。5）OC門稱為 集電極開路門 門，多個OC門輸出端并聯(lián)到一起可實現(xiàn) 線與 功能。6） C

2、MOS 門電路的輸入電流始終為零。7） CMOS 門電路的閑置輸入端不能 懸空 ，對于與門應(yīng)當(dāng)接到 高 電平，對于或門應(yīng)當(dāng)接到 低 電平。 1-2 選擇題1） 以下電路中常用于總線應(yīng)用的有 abc 。A.TSL門 B.OC門 C.漏極開路門 D.CMOS與非門 2）TTL與非門帶同類門的個數(shù)為N，其低電平輸入電流為1.5mA，高電平輸入電流為10uA，最大灌電流為15mA，最大拉電流為400uA，選擇正確答案N最大為 B 。A.N=5 B.N=10 C.N=20 D.N=40 3）CMOS數(shù)字集成電路與TTL數(shù)字集成電路相比突出的優(yōu)點是 ACD 。A.微功耗 B.高速度 C.高抗干擾能力 D.

3、電源范圍寬 4）三極管作為開關(guān)使用時，要提高開關(guān)速度，可 D 。A.降低飽和深度 B.增加飽和深度 C.采用有源泄放回路 D.采用抗飽和三極管 5）對于TTL與非門閑置輸入端的處理，可以 ABD 。A.接電源 B.通過電阻3k接電源C.接地 D.與有用輸入端并聯(lián)6）以下電路中可以實現(xiàn)“線與”功能的有 CD 。A.與非門 B.三態(tài)輸出門 C.集電極開路門 D.漏極開路門 7）三態(tài)門輸出高阻狀態(tài)時， ABD 是正確的說法。A.用電壓表測量指針不動 B.相當(dāng)于懸空 C.電壓不高不低 D.測量電阻指針不動 8）已知發(fā)光二極管的正向壓降UD = 1.7V，參考工作電流ID = 10mA， 某TTL 門輸

4、出的高低電平分別為UOH = 3.6V，UOL = 0.3V，允許的灌電流和拉電流分別為 IOL = 15mA，IOH = 4mA。則電阻R應(yīng)選擇 D 。A.100 B. 510 C.2.2 k D.300 圖1-60 題1.17 圖9）74HC×××系列集成電路與TTL74系列相兼容是因為 C 。A.引腳兼容 B.邏輯功能相同 C.以上兩種因素共同存在 10）74HC電路的最高電源電壓值和這時它的輸出電壓的高、低電平值依次為 C 。A.5V、3.6V、0.3V B.6V、3.6V、0.3V C.6V、5.8V、0.1V 1-3 判斷題 1）普通的邏輯門電路的輸出

5、端不可以并聯(lián)在一起，否則可能會損壞器件。（ ）2）集成與非門的扇出系數(shù)反映了該與非門帶同類負(fù)載的能力。（ ）3）將二個或二個以上的普通 TTL 與非門的輸出端直接相連，可實現(xiàn)線與。（ × ）4）三態(tài)門的三種狀態(tài)分別為：高電平、低電平、不高不低的電壓。（ × ）5）TTL OC門（集電極開路門）的輸出端可以直接相連，實現(xiàn)線與。（ ）6） 當(dāng)TTL與非門的輸入端懸空時相當(dāng)于輸入為邏輯1。（ ）7）TTL集電極開路門輸出為時由外接電源和電阻提供輸出電流。（ ）8） CMOS OD門（漏極開路門）的輸出端可以直接相連，實現(xiàn)線與。（ ）9） CMOS或非門與TTL或非門的邏輯功能完全

6、相同。（ ）1-4 試判斷圖1-50所示各電路中三極管工作處在什么狀態(tài)，分別求出它們的基極電流、集電極電流，并求出。圖1-50 題1-4圖解：假設(shè)三極管集電極-發(fā)射極飽和壓降（a），飽和電流所以三極管處于放大狀態(tài)，則，(b) ，飽和電流所以三極管處于飽和狀態(tài)，則，（c）等效輸入電壓，等效輸入電阻，則，飽和電流所以三極管處于放大狀態(tài)，則，（d），（e）假設(shè)三極管處于放大狀態(tài)，飽和電流所以三極管處于放大狀態(tài)，則，1-5 為什么TTL與非門電路的輸入端懸空時，可視為輸入高電平？對與非門和或非門而言，不用的輸入端有幾種處理方法？ 答：從TTL與非門的輸入端負(fù)載特性可知，當(dāng)其輸入端所接電阻大于其開門電阻

7、時，相當(dāng)于輸入端為高電平，輸入端懸空時，其輸入端所接電阻相當(dāng)于無窮大，大于其開門電阻，所以可視為輸入高電平。對與非門而言，不用的輸入端有三種處理方法：懸空、接高電平或和其它輸入端并聯(lián)使用；對或非門而言，不用的輸入端有兩種處理方法：接低電平或和其它輸入端并聯(lián)使用。1-6 電路如圖1-51所示，其中與非門、或非門為CMOS門電路。試分別寫出圖中、的邏輯表達(dá)式，并判斷如圖所示的連接方式能否用于TTL電路。圖1-51 題1-6圖解：，。，1-7 圖1-52所示的TTL門電路中，輸入端1、2、3為多余輸入端，試問哪些接法是正確的？圖1-52 題1.7圖答：圖a、b、d、e、g是正確的。1-8 電路如圖1

8、-53所示，試寫出各電路的邏輯表達(dá)式。 a) b) c) d)圖1-53 題1.8圖答：，1-9 圖1-54所示電路是用TTL反相器74LS04來驅(qū)動發(fā)光二極管的電路，試分析哪幾個電路圖的接法是正確的，為什么？設(shè)LED的正向壓降為1.7，電流大于1m時發(fā)光，試求正確接法電路中流過LED的電流。圖1-54 題1.9圖解：b圖和d圖的接法是正確的，因為其它兩種接法的工作電流不滿足要求。b圖，當(dāng)輸出為高電平時，流過LED的電流大于；d圖，當(dāng)輸出為低電平時，流過LED的電流大于。1-10 電路如圖1-55所示，測得各引腳的邏輯電平如表1-15所示，試分析該電路是否有問題？如果有問題，則分析哪一個門電路

9、發(fā)生了故障？圖1-55 題1.10圖表1-15 各引腳的邏輯電平引腳邏輯電平1高2低3低4低5低6高7低8高9低10低11低12低13高14高答：第2、5個非門發(fā)生故障。1-11 圖1-56所示，在測試TTL與非門的輸出低電平時，如果輸出端不是接相當(dāng)于8個與非門的負(fù)載電阻，而是接，會出現(xiàn)什么情況，為什么？圖1-56 題1-11圖 答：此時，輸出低電平會超過允許值，因為，當(dāng)負(fù)載電流太大時，與非門輸出級的驅(qū)動管（發(fā)射極接地的三極管）的飽和條件將不再滿足，管子會處于放大狀態(tài)，集電極電位會上升，即輸出電平上升。1-12 具有推拉輸出級的TTL與非門輸出端是否可以直接連接在一起？為什么？答：不可以直接連

10、接在一起。如果一個門導(dǎo)通，另一個門截止，其輸出級工作電流很大，可能會損壞器件。1-13 如圖1-57圖所示為TTL與非門組成的電路，試計算門G1能驅(qū)動多少同樣的與非門電路。要求G1輸出高、低電平滿足VOH3.2V，VOL0.4V。與非門的輸入電流為IIL-1.6mA, IIH40A。VOL0.4V時輸出電流最大值為IOL(max)16mA, VOH3.2V時輸出電流最大值為IOH(max)0.4mA。G1的輸出電阻忽略不計。圖1-57 題1-13圖解：當(dāng)一個TTL與非門的所有輸入端并聯(lián)起來時，總的高電平輸入電流為nIIH，而低電平電流則為IIL。當(dāng)輸出低電平時，N個負(fù)載門灌入的電流不得超過IO

11、L(max)，即也就是說當(dāng)輸出高電平時，N個負(fù)載門拉出的電流不得超過，即也就是說，故門G1能驅(qū)動5個同樣的與非門電路1-14 電路如圖1-58a、b、c所示，已知、波形如圖1-58 d)所示，試畫出相應(yīng)的Y輸出波形。 a） b) c) d)圖1-58 題1-14 圖答：a)與非門的功能 b)輸出始終為高阻 c)輸出為高阻1-15 如圖1-59 a)所示電路，是用門驅(qū)動發(fā)光二極管的典型接法。設(shè)該發(fā)光二極管的正向壓降為1.7，發(fā)光時的工作電流為10m，非門7405和74LS05的輸出低電平電流分別為16m和8m。試問： 1）應(yīng)選用哪一型號的門？2）求出限流電阻的數(shù)值。3）圖1-59 b)錯在哪里？

12、為什么？圖1-59 題1-15圖解：1）應(yīng)選用7405。 2），R應(yīng)選用300歐姆的電阻。 3）OC門在使用時，輸出端必須接上拉電阻到電源正極，否則，其輸出的兩種狀態(tài)則分別為低電平和高阻態(tài)。b圖中輸出端與電源正極之間沒有接上拉電阻，所以，所接的發(fā)光二極管不管是什么情況均不會發(fā)光。1-16 如圖1-60所示電路，試寫出輸出與輸入的邏輯表達(dá)式。圖1-60 題1-16圖答：1-17 畫出圖1-61所示三態(tài)門的輸出波形。圖1-61 題1-17圖 a) 電路 b)輸入波形b)1-18 如圖1-62所示為一繼電器線圈驅(qū)動電路。要求在vIVIH時三極管V截止，而vI0時三極管飽和導(dǎo)通。已知OC門輸出管截止時的漏電流IOH100A，導(dǎo)通時允許流過的最大電流IOL(max)10mA，管壓降小于0.1V，導(dǎo)通內(nèi)阻小于20。三極管50，飽和導(dǎo)通內(nèi)阻RCE(sat)= 20。繼電器線圈內(nèi)阻240，電源電壓VCC12V、VEE=8V，R2=3.2k，R3=18k，試求R3的取值范圍。圖1-62 題1-18圖解：時，OC門輸出低電平，使三極管T截止，設(shè)IR1方向自上而下，設(shè)IR2方向自左而右，OC門的負(fù)載電流IOL方向自右而左，則于是時，OC門輸出高電平，使三極管T飽和導(dǎo)通，設(shè)其飽和壓降，三極管的集電極電流其基極電流應(yīng)滿足設(shè)的方向從右到左，的方向自上而下，則由得綜上所述1-19 電路如圖1-