第2章習(xí)題作業(yè)

1、練習(xí)練習(xí)作業(yè)作業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)第第2章章 邏輯門電路邏輯門電路 習(xí)題習(xí)題本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)因此因此: :關(guān)斷時(shí)間關(guān)斷時(shí)間(toff) : 指三極管由正向?qū)ㄞD(zhuǎn)為反向截止所需的時(shí)間，即關(guān)閉指三極管由正向?qū)ㄞD(zhuǎn)為反向截止所需的時(shí)間，即關(guān)閉時(shí)間（主要是清除三極管內(nèi)存儲(chǔ)電荷的時(shí)間）時(shí)間（主要是清除三極管內(nèi)存儲(chǔ)電荷的時(shí)間）(1) 三極管在快速變化的脈沖信號(hào)的作用下，其狀態(tài)在截止與飽和導(dǎo)通之三極管在快速變化的脈沖信號(hào)的作用下，其狀態(tài)在截止與飽和導(dǎo)通之 間轉(zhuǎn)換，三極管輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的動(dòng)態(tài)過程稱開關(guān)特性。間轉(zhuǎn)換，三極管輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的動(dòng)態(tài)過程稱開關(guān)特性。(3) (3) 三級(jí)管的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間總稱為

2、三極管的開關(guān)時(shí)間，提高開關(guān)三級(jí)管的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間總稱為三極管的開關(guān)時(shí)間，提高開關(guān)速度就是減小開關(guān)時(shí)間。因?yàn)橛兴俣染褪菧p小開關(guān)時(shí)間。因?yàn)橛衪s 的大小是決定三極管開關(guān)時(shí)間的主要參數(shù)。所以為的大小是決定三極管開關(guān)時(shí)間的主要參數(shù)。所以為提高開關(guān)速度通常要減輕三極管飽和深度。提高開關(guān)速度通常要減輕三極管飽和深度。題題2-1三極管的開關(guān)特性指的是什么？什么是三極管的開通三極管的開關(guān)特性指的是什么？什么是三極管的開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間？若希望提高三極管的開關(guān)速度，應(yīng)采取時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間？若希望提高三極管的開關(guān)速度，應(yīng)采取哪些措施？哪些措施？(2) 開通時(shí)間開通時(shí)間(ton) : 指三極管由反向截止轉(zhuǎn)為正向?qū)?/p>

3、通所需時(shí)間，即開指三極管由反向截止轉(zhuǎn)為正向?qū)ㄋ钑r(shí)間，即開啟時(shí)間是啟時(shí)間是( (三極管發(fā)射結(jié)由寬變窄及基區(qū)建立電荷所需時(shí)間）三極管發(fā)射結(jié)由寬變窄及基區(qū)建立電荷所需時(shí)間）練習(xí)練習(xí)ts 存儲(chǔ)時(shí)間存儲(chǔ)時(shí)間tf 下降時(shí)間下降時(shí)間 toff ton，ts tf，toff = ts + tf (1) 設(shè)三極管設(shè)三極管T的開啟電壓的開啟電壓VBE=0.7V，112IBBBIVVVVRRR 0.7V ,代人已知數(shù)值得：代人已知數(shù)值得： 因此因此VI 2.8V時(shí)，三極管時(shí)，三極管T截止。截止。 (2) 根據(jù)三極管根據(jù)三極管T飽和條件：飽和條件： iB IBSCCCBBIRVRVRV 7 . 07 . 07 .

4、 021 代人已知數(shù)值得代人已知數(shù)值得： 則則VB 4.7V時(shí)，三極管時(shí)，三極管T飽和。飽和。I1iBI2VI 4.7V10CCCESCScVVImAR （1）代人已知數(shù)值得：代人已知數(shù)值得：RC=0.58k(2) 臨界飽和時(shí)，臨界飽和時(shí)，IB=IBS 有：有： CSbIHIRV 7 . 0，得：得：Rb=6.5k邏輯圖如下：邏輯圖如下： 輸輸 入入輸輸 出出 注注 釋釋S1 S0 YEN1 EN2 EN3 0 0 0 1 1 0 1 1 題題2-10 分析題圖分析題圖2-67所示電路，求輸入所示電路，求輸入S1 ,S0各各種取值下的輸種取值下的輸 出出Y，填入題表，填入題表 2-10中中。B

5、ACA0 1 11 0 10 0 01 0 1總線總線 題題2-14 設(shè)發(fā)光二極管的正向?qū)娏鳛樵O(shè)發(fā)光二極管的正向?qū)娏鳛?0mA，與非門的，與非門的 VCC=5V，VOL=0.3V，IOL=16mA， 試畫出與非門驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的電路，并計(jì)算出發(fā)光二極試畫出與非門驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的電路，并計(jì)算出發(fā)光二極 管支路中的限流電阻阻值。管支路中的限流電阻阻值。0.3V16mA 設(shè)發(fā)光二極管導(dǎo)設(shè)發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓為通電壓為0.7V,為了滿為了滿足電流要求，則限流足電流要求，則限流電阻電阻R應(yīng)滿足下面不應(yīng)滿足下面不等式：等式：50.30.71016R得到：得到： i0.3V0.4mA不能提供發(fā)不能提供

6、發(fā)光二極管需光二極管需要的電流。要的電流。VOH10mA i 16mA0.25k R IBS Rb 6 -VBEiB =RC VCC-VCESIBS=Rb題題2-5 為什么說為什么說TTL反相器輸入端在以下反相器輸入端在以下4種接法下都屬于邏輯種接法下都屬于邏輯0？ (1)輸入端接地。輸入端接地。 (2)輸入端接低于輸入端接低于0.8V的電源。的電源。 (3)輸入端接同類門的輸出低電壓輸入端接同類門的輸出低電壓0.2V。 (4)輸入端接輸入端接200的電阻到地。的電阻到地。（4）TTL反相器接的輸入端負(fù)載反相器接的輸入端負(fù)載200 Roff(700)則則TTL反相器輸出為高電平。反相器輸出為高

7、電平。0.7V3.6V0.8V1.5V（1）TTL 反相器反相器VB1=0.7V， T5截止，相當(dāng)于輸入低電平。截止，相當(dāng)于輸入低電平。（2）TTL 反相器反相器VB1=1.5V， T5截止，相當(dāng)于輸入低電平。截止，相當(dāng)于輸入低電平。VB12.1V ,T5截止，截止，（3）TTL 反相器反相器VB1=0.9V， T5截止，相當(dāng)于輸入低電平。截止，相當(dāng)于輸入低電平。0.2V0.9VRON(2k) 則則TTL反相器輸出低電平。所以輸入端接反相器輸出低電平。所以輸入端接10k的電阻到地相當(dāng)于接高電平。的電阻到地相當(dāng)于接高電平。2.0V2.1V0.2V(3) 輸入端接同類門的輸出高電壓輸入端接同類門的

8、輸出高電壓3.6V。3.6V2.1V1.4V2.1V1.4V題題2-7 指出圖指出圖2-65中各門電路的輸出是什么狀態(tài)（高電平、低中各門電路的輸出是什么狀態(tài)（高電平、低電平或高阻態(tài)）。已知這些門電路都是電平或高阻態(tài)）。已知這些門電路都是74系列的系列的TTL電路。電路。IIHVI=VCC-IIHR VIH(min)R (VCC-VIH(min)/IIH=(5-2)/0.04=75kY1=0Y2=1Y3=1Y4=0Y5=0Y6=ZY7=1Y8=0VI根據(jù)根據(jù)TTL反相器電路輸入端負(fù)載特性：關(guān)門電阻反相器電路輸入端負(fù)載特性：關(guān)門電阻Roff=0.7k開門電阻開門電阻Ron=2.0k同時(shí)考慮圖中各邏

9、輯門的功能特點(diǎn)同時(shí)考慮圖中各邏輯門的功能特點(diǎn):題題2-8 說明圖說明圖2-66中各門電路的輸出是高電平還是低電平。中各門電路的輸出是高電平還是低電平。 已知它們都是已知它們都是74HC系列的系列的CMOS電路。電路。 根據(jù)根據(jù)CMOS門在輸入正常工作電壓門在輸入正常工作電壓0VDD時(shí)，輸入時(shí)，輸入端的電流為端的電流為“0”的特點(diǎn)，則接輸入端電阻時(shí)，電阻兩端的特點(diǎn)，則接輸入端電阻時(shí)，電阻兩端幾乎沒有壓降值。答案如下：幾乎沒有壓降值。答案如下： 圖圖2-66Y1=1Y2=1Y3=0Y4=0 題題2-11 在題圖在題圖2-68所示的所示的TTL門電路中，要實(shí)現(xiàn)下列規(guī)定的邏輯門電路中，要實(shí)現(xiàn)下列規(guī)定的

10、邏輯 功能時(shí)，其連接有無錯(cuò)誤？如有錯(cuò)誤請(qǐng)改正。功能時(shí)，其連接有無錯(cuò)誤？如有錯(cuò)誤請(qǐng)改正。錯(cuò)誤錯(cuò)誤,普通普通TTL門不能門不能“線與線與 ”正確正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤,邏輯錯(cuò)誤邏輯錯(cuò)誤Y2=(AB) 1 =(AB)(a) Y1 =(AB)(CD) (b) Y2=(AB) (c) Y2=(AB+C)題題2-12 在圖示的由在圖示的由74系列系列TTL與非門組成的電路中，計(jì)算與非門組成的電路中，計(jì)算GM 門驅(qū)門驅(qū) 動(dòng)多少同樣的與非門。要求動(dòng)多少同樣的與非門。要求GM門門VOH3.2V, VOL0.4V。 非門輸入電流為非門輸入電流為 IIL-1.6mA , IIH40uA。VOL0.4V時(shí)時(shí), IOL(max)

11、= 16mA ，VOH3.2V 時(shí)，時(shí)，IOH(max)= -0.4mA。 GM的輸出電阻可忽略不計(jì)。的輸出電阻可忽略不計(jì)。GM輸出的高電平輸出的高電平 VOH時(shí)時(shí)： 分兩種情況討論：分兩種情況討論：GM輸出的低電平輸出的低電平VOL時(shí)：時(shí)：考慮同時(shí)滿足兩種情況考慮同時(shí)滿足兩種情況:TTL與非門能驅(qū)動(dòng)同類門個(gè)數(shù)與非門能驅(qū)動(dòng)同類門個(gè)數(shù) N=5VOHVOL注釋：注釋：TTL與非門輸入低電平按門計(jì)，輸入高電平按腳計(jì)。與非門輸入低電平按門計(jì)，輸入高電平按腳計(jì)。2IIH IOH(max)N1=20.04 0.4= 5IIL IOL(max)N2=1.6 16= 10題題2-13 如上題，其他條件相同，在

12、圖如上題，其他條件相同，在圖2-70所示的由所示的由74系列系列TTL 或非門組成的電路中，或非門每個(gè)輸入端的輸入電流為或非門組成的電路中，或非門每個(gè)輸入端的輸入電流為 IIL-1.6mA , IIH40A計(jì)算門計(jì)算門GM能驅(qū)動(dòng)多少同樣的或非門。能驅(qū)動(dòng)多少同樣的或非門。GM輸出的高電平輸出的高電平VOH時(shí)時(shí)： 分兩種情況討論：分兩種情況討論：GM輸出的低輸出的低VOL電平時(shí)：電平時(shí)：考慮同時(shí)滿足兩種情況考慮同時(shí)滿足兩種情況:TTL與非門能驅(qū)動(dòng)同類門個(gè)數(shù)與非門能驅(qū)動(dòng)同類門個(gè)數(shù) N=5VOHVOL注釋：注釋：TTL或非門輸入高、低電平均按腳計(jì)?；蚍情T輸入高、低電平均按腳計(jì)。2IIH IOH(max

13、)N1=20.04 0.4= 52IIL IOL(max)N2=21.6 16= 5題題2-15 試說明在下列情況下，用萬用表測(cè)量圖試說明在下列情況下，用萬用表測(cè)量圖2-71中中VI2端得端得到的電壓各為多少：到的電壓各為多少：（1）VI1懸空懸空；（2）VI1接低電平接低電平（0.2V）；（3）VI1接高電平（接高電平（3.2V）；（4）VI1經(jīng)經(jīng)51電阻接地；電阻接地；（5）VI1經(jīng)經(jīng)10k電阻接地。電阻接地。 圖中的與非門為圖中的與非門為74系列的系列的TTL電路，萬用表使用電路，萬用表使用5V量程，量程，內(nèi)阻為內(nèi)阻為20 k/V。 相當(dāng)于相當(dāng)于VI2端對(duì)地接端對(duì)地接20k電阻電阻T1（

14、1）懸空懸空端連接的發(fā)射結(jié)不導(dǎo)通，只有端連接的發(fā)射結(jié)不導(dǎo)通，只有 VI2端的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，端的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通， 總電路等同一個(gè)反相器?？傠娐返韧粋€(gè)反相器。VB1=2.1V ,VI2=1.4V。2.1V（2）接低電平）接低電平(0.2V)時(shí)：連接時(shí)：連接VI1端的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，端的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，VB1 =0.9V， 此時(shí)接端此時(shí)接端 VI2的發(fā)射結(jié)也導(dǎo)通，發(fā)射結(jié)壓降的發(fā)射結(jié)也導(dǎo)通，發(fā)射結(jié)壓降0.7V，VI2=0.2V。 （3）接高電平（接高電平（3.2V）：情況同（）：情況同（1），則），則 VI2=1.4V。0.9V0.2VVI2T1（4 4）經(jīng)經(jīng)51電阻接地：電阻接地：VB1=0.75V，VI2=0

15、.05V= 0.05V（5）經(jīng)經(jīng)10k電阻接地：電阻接地：VI1=1.4V，VB1=2.1V，VI2=1.4V0.75V2.1V1.4V10k電阻上和電阻上和20k電阻上各自的電流值不同。電阻上各自的電流值不同。10kR1+51 51VI1=(VCC - VBE)VI2總結(jié)總結(jié): 與門、與非門與門、與非門 情況相同情況相同總結(jié)總結(jié): 對(duì)于或門、或非門對(duì)于或門、或非門無論無論VI1輸入什么電平輸入什么電平, VI2=1.4V或邏輯輸入電路之間或邏輯輸入電路之間無約束無約束關(guān)系，都為關(guān)系，都為1.4V題題2-16 若上題中若上題中TTL門電路改為門電路改為或非門或非門，用萬用表測(cè)量，用萬用表測(cè)量V

16、I2端端得到的電壓各得到的電壓各 為多少：為多少：（1）VI1懸空懸空；（2）VI1接低電平接低電平（0.2V）；（3）VI1接高電平（接高電平（3.2V）；（4）VI1經(jīng)經(jīng)51電阻接地；電阻接地；（5）VI1經(jīng)經(jīng)10k電阻接地。電阻接地。萬用表使用萬用表使用5V量程，內(nèi)阻為量程，內(nèi)阻為20 k/V。 VI2題題2-17 若將圖若將圖2-71中的門電路改為中的門電路改為CMOS與非門，試說明與非門，試說明 當(dāng)為題當(dāng)為題2-15給出的五種狀態(tài)時(shí)測(cè)得給出的五種狀態(tài)時(shí)測(cè)得 的各等于多少的各等于多少?萬用表的等效內(nèi)阻（萬用表的等效內(nèi)阻（20k）壓降為壓降為0，則給出的五種狀態(tài)，則給出的五種狀態(tài)時(shí)測(cè)得的

17、時(shí)測(cè)得的VI2均為均為0V。（1）VI1懸空懸空；（2）VI1接低電平接低電平（0.2V）；（3）VI1接高電平（接高電平（3.2V）；（4）VI1經(jīng)經(jīng)51電阻接地；電阻接地；（5）VI1經(jīng)經(jīng)10k電阻接地。電阻接地。CMOS門輸入端不允許懸空門輸入端不允許懸空；兩個(gè)輸入端的電平互不影響；兩個(gè)輸入端的電平互不影響；輸入電流為零。輸入電流為零。VI2。題題2-20 計(jì)算圖計(jì)算圖2-74所示電路中所示電路中接口電路接口電路輸出端的高、低電平，并說輸出端的高、低電平，并說 明接口電路明接口電路參數(shù)的選擇是否合理。參數(shù)的選擇是否合理。三極管三極管=40 VCE(sat)=0.1V。 CMOS或非門或非

18、門VDD =5V，空載輸出，空載輸出VOH=4.95V，VOL=0.05V， 輸出電阻小于輸出電阻小于200， IOH(max)=4mA，IOL(max)=-4mA。 TTL或非門或非門 IIH=40A， IIL=-1.6mA。 CMOS門輸出門輸出高低電平高低電平雖然滿雖然滿足足TTL門電路的要求，但輸出門電路的要求，但輸出電流電流不滿足要求。不滿足要求。1. CMOS門輸出門輸出VOL=0.05V時(shí)，時(shí)，晶體管晶體管T截止，輸出：截止，輸出：Tvc=Vcc 6IIHRCvc=5-60.042=4.52V符合高電平要求符合高電平要求。VOL三極管反相器三極管反相器驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)TTL門較多時(shí)，采用門較多時(shí)，采用三極管反三極管反相器相器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電流滿足要求，檢進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電流滿足要求，檢驗(yàn)驗(yàn)電平電平是否滿足要求：是否滿足要求： IBS（1）