第1章数字电路和集成逻辑门电路习题解答.doc

思考题与习题1-1 填空题 1）三极管截止的条件是 UBE 0V 。三极管饱和导通的条件是 IBIBS 。三极管饱和导通的IBS是 IBS（VCCUCES）/Rc 。2）门电路输出为 高 电平时的负载为拉电流负载，输出为 低 电平时的负载为灌电流负载。3）晶体三极管作为电子开关时，其工作状态必须为 饱和 状态或 截止 状态。4） 74LSTTL电路的电源电压值和输出电压的高、低电平值依次约为 5V、2.7V、0.5V 。74TTL电路的电源电压值和输出电压的高、低电平值依次约为 5V、2.4V、0.4V 。5）OC门称为 集电极开路门 门，多个OC门输出端并联到一起可实现 线与 功能。6） CMOS 门电路的输入电流始终为零。7） CMOS 门电路的闲置输入端不能 悬空 ，对于与门应当接到 高 电平，对于或门应当接到 低 电平。 1-2 选择题1） 以下电路中常用于总线应用的有 abc 。A.TSL门 B.OC门 C.漏极开路门 D.CMOS与非门 2）TTL与非门带同类门的个数为N，其低电平输入电流为1.5mA，高电平输入电流为10uA，最大灌电流为15mA，最大拉电流为400uA，选择正确答案N最大为 B 。A.N=5 B.N=10 C.N=20 D.N=40 3）CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点是 ACD 。A.微功耗 B.高速度 C.高抗干扰能力 D.电源范围宽 4）三极管作为开关使用时，要提高开关速度，可 D 。A.降低饱和深度 B.增加饱和深度 C.采用有源泄放回路 D.采用抗饱和三极管 5）对于TTL与非门闲置输入端的处理，可以 ABD 。A.接电源 B.通过电阻3k接电源C.接地 D.与有用输入端并联6）以下电路中可以实现“线与”功能的有 CD 。A.与非门 B.三态输出门 C.集电极开路门 D.漏极开路门 7）三态门输出高阻状态时， ABD 是正确的说法。A.用电压表测量指针不动 B.相当于悬空 C.电压不高不低 D.测量电阻指针不动 8）已知发光二极管的正向压降UD = 1.7V，参考工作电流ID = 10mA， 某TTL 门输出的高低电平分别为UOH = 3.6V，UOL = 0.3V，允许的灌电流和拉电流分别为 IOL = 15mA，IOH = 4mA。则电阻R应选择 D 。A.100 B. 510 C.2.2 k D.300 图1-60 题1.17 图9）74HC系列集成电路与TTL74系列相兼容是因为 C 。A.引脚兼容 B.逻辑功能相同 C.以上两种因素共同存在 10）74HC电路的最高电源电压值和这时它的输出电压的高、低电平值依次为 C 。A.5V、3.6V、0.3V B.6V、3.6V、0.3V C.6V、5.8V、0.1V 1-3 判断题 1）普通的逻辑门电路的输出端不可以并联在一起，否则可能会损坏器件。（ ）2）集成与非门的扇出系数反映了该与非门带同类负载的能力。（ ）3）将二个或二个以上的普通 TTL 与非门的输出端直接相连，可实现线与。（ ）4）三态门的三种状态分别为：高电平、低电平、不高不低的电压。（ ）5）TTL OC门（集电极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。（ ）6） 当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1。（ ）7）TTL集电极开路门输出为时由外接电源和电阻提供输出电流。（ ）8） CMOS OD门（漏极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。（ ）9） CMOS或非门与TTL或非门的逻辑功能完全相同。（ ）1-4 试判断图1-50所示各电路中三极管工作处在什么状态，分别求出它们的基极电流、集电极电流，并求出。图1-50 题1-4图解：假设三极管集电极-发射极饱和压降（a），饱和电流所以三极管处于放大状态，则，(b) ，饱和电流所以三极管处于饱和状态，则，（c）等效输入电压，等效输入电阻，则，饱和电流所以三极管处于放大状态，则，（d），（e）假设三极管处于放大状态，饱和电流所以三极管处于放大状态，则，1-5 为什么TTL与非门电路的输入端悬空时，可视为输入高电平？对与非门和或非门而言，不用的输入端有几种处理方法？ 答：从TTL与非门的输入端负载特性可知，当其输入端所接电阻大于其开门电阻时，相当于输入端为高电平，输入端悬空时，其输入端所接电阻相当于无穷大，大于其开门电阻，所以可视为输入高电平。对与非门而言，不用的输入端有三种处理方法：悬空、接高电平或和其它输入端并联使用；对或非门而言，不用的输入端有两种处理方法：接低电平或和其它输入端并联使用。1-6 电路如图1-51所示，其中与非门、或非门为CMOS门电路。试分别写出图中、的逻辑表达式，并判断如图所示的连接方式能否用于TTL电路。图1-51 题1-6图解：，。，1-7 图1-52所示的TTL门电路中，输入端1、2、3为多余输入端，试问哪些接法是正确的？图1-52 题1.7图答：图a、b、d、e、g是正确的。1-8 电路如图1-53所示，试写出各电路的逻辑表达式。 a) b) c) d)图1-53 题1.8图答：，1-9 图1-54所示电路是用TTL反相器74LS04来驱动发光二极管的电路，试分析哪几个电路图的接法是正确的，为什么？设LED的正向压降为1.7，电流大于1m时发光，试求正确接法电路中流过LED的电流。图1-54 题1.9图解：b图和d图的接法是正确的，因为其它两种接法的工作电流不满足要求。b图，当输出为高电平时，流过LED的电流大于；d图，当输出为低电平时，流过LED的电流大于。1-10 电路如图1-55所示，测得各引脚的逻辑电平如表1-15所示，试分析该电路是否有问题？如果有问题，则分析哪一个门电路发生了故障？图1-55 题1.10图表1-15 各引脚的逻辑电平引脚逻辑电平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个非门发生故障。1-11 图1-56所示，在测试TTL与非门的输出低电平时，如果输出端不是接相当于8个与非门的负载电阻，而是接，会出现什么情况，为什么？图1-56 题1-11图 答：此时，输出低电平会超过允许值，因为，当负载电流太大时，与非门输出级的驱动管（发射极接地的三极管）的饱和条件将不再满足，管子会处于放大状态，集电极电位会上升，即输出电平上升。1-12 具有推拉输出级的TTL与非门输出端是否可以直接连接在一起？为什么？答：不可以直接连接在一起。如果一个门导通，另一个门截止，其输出级工作电流很大，可能会损坏器件。1-13 如图1-57图所示为TTL与非门组成的电路，试计算门G1能驱动多少同样的与非门电路。要求G1输出高、低电平满足VOH3.2V，VOL0.4V。与非门的输入电流为IIL-1.6mA, IIH40A。VOL0.4V时输出电流最大值为IOL(max)16mA, VOH3.2V时输出电流最大值为IOH(max)0.4mA。G1的输出电阻忽略不计。图1-57 题1-13图解：当一个TTL与非门的所有输入端并联起来时，总的高电平输入电流为nIIH，而低电平电流则为IIL。当输出低电平时，N个负载门灌入的电流不得超过IOL(max)，即也就是说当输出高电平时，N个负载门拉出的电流不得超过，即也就是说，故门G1能驱动5个同样的与非门电路1-14 电路如图1-58a、b、c所示，已知、波形如图1-58 d)所示，试画出相应的Y输出波形。 a） b) c) d)图1-58 题1-14 图答：a)与非门的功能 b)输出始终为高阻 c)输出为高阻1-15 如图1-59 a)所示电路，是用门驱动发光二极管的典型接法。设该发光二极管的正向压降为1.7，发光时的工作电流为10m，非门7405和74LS05的输出低电平电流分别为16m和8m。试问： 1）应选用哪一型号的门？2）求出限流电阻的数值。3）图1-59 b)错在哪里？为什么？图1-59 题1-15图解：1）应选用7405。 2），R应选用300欧姆的电阻。 3）OC门在使用时，输出端必须接上拉电阻到电源正极，否则，其输出的两种状态则分别为低电平和高阻态。b图中输出端与电源正极之间没有接上拉电阻，所以，所接的发光二极管不管是什么情况均不会发光。1-16 如图1-60所示电路，试写出输出与输入的逻辑表达式。图1-60 题1-16图答：1-17 画出图1-61所示三态门的输出波形。图1-61 题1-17图 a) 电路 b)输入波形b)1-18 如图1-62所示为一继电器线圈驱动电路。要求在vIVIH时三极管V截止，而vI0时三极管饱和导通。已知OC门输出管截止时的漏电流IOH100A，导通时允许流过的最大电流IOL(max)10mA，管压降小于0.1V，导通内阻小于20。三极管50，饱和导通内阻RCE(sat)= 20。继电器线圈内阻240，电源电压VCC12V、VEE=8V，R2=3.2k，R3=18k，试求R3的取值范围。图1-62 题1-18图解：时，OC门输出低电平，使三极管T截止，设IR1方向自上而下，设IR2方向自左而右，OC门的负载电流IOL方向自右而左，则于是时，OC门输出高电平，使三极管T饱和导通，设其饱和压降，三极管的集电极电流其基极电流应满足设的方向从右到左，的方向自上而下，则由得综上所述1-19 电路如图1-6