集成门电路与触发器习题解答.ppt

3.1 根据所采用的半导导体器件不同，集成电电路可 分为为哪两大类类？各自的主要优优缺点是什么 ? 答: 根据所采用的半导导体器件不同，集成电电路可 分为为双极型（如TTL）和单单极型（如CMOS）两大类类 。 双极型集成电电路的主要特点是速度快、负载负载 能力强 ，但功耗较较大、集成度较较低；双极型集成电电路的主 要特点是结结构简单简单 、制造方便、集成度高、功耗低 、但速度较较慢。 3.2 简简述晶体二极管的静态态特性？ 答：晶体二极管的静态态特性是指二极管在导导通和 截止两种稳稳定状态态下的特性。当正向电压电压 小于 门槛电压门槛电压 时时，管子处处于截止状态态；当 时时，管子处处于正向导导通状态态；二极管在反向电压电压 作用下处处于截止状态态，当 （反向击击穿电电 压压）时时，管子被击击穿。 3.3 晶体二极管的开关速度主要取决于什么？ 答: 二极管从正向导导通到反向截止有一个反向恢复 过过程，实质实质 上是由于电电荷存储储效应应所引起的，反 向恢复时间时间 （ 称为为存储时间储时间 ， 称为为渡 越时间时间 ）就是存储电储电 荷消失所需要的时间时间 。从反 向截止到正向导导通所需的时间时间 （称为为开通时间时间 ） 与 相比很短，一般可以忽略不计计。因此，晶体二 极管的开关速度主要取决于 。 3.4 数字电电路中，晶体三极管一般工作在什么状 态态？ 答: 数字电电路中，晶体三极管一般工作在开关（ 饱饱和、截止）状态态。 3.5 晶体三极管的开关速度取决于哪些因数？为为什 么MOS管的开关速度比晶体三极管慢 ? 答:晶体三极管饱饱和与截止两种状态态的相互转换转换 需要一定时时 间间，开通时间时间 （ 称为为延迟时间迟时间 ， 称为为上升时时 间间）就是建立基区电电荷的时间时间 ；关闭时间闭时间 （ 称 为为存储时间储时间 ， 称为为下降时间时间 ）就是存储电储电 荷消散的时间时间 。 和 的大小反映了三极管由截止到饱饱和与从饱饱和到截止的 开关速度，它们们是影响电电路工作速度的主要因数。 MOS管内部电电荷“建立”和“消散”的时间时间 很短，其动态动态 特 性主要取决于与电电路有关的杂杂散电电容充、放电电所需的时间时间 。 由于MOS管导导通时时的漏源电电阻 比晶体三极管的饱饱和电电阻 要大得多，漏极外接电电阻 也比晶体管集电电极电电阻 大， 所以，MOS管的充、放电时间较长电时间较长 ，使MOS管的开关速度比晶 体管的开关速度低。 3.6 TTL与非门门有哪些主要性能参数？ 答：TTL与非门门的主要外部特性参数有输输出逻辑逻辑 电电平（ ， ）、开门电门电 平（ ）、关门电门电 平（ ）、扇入系数（ ）、扇出系数（ ）、 平均传输时传输时 延（ ）和空载载功耗（ ）等。 P 3.7 OC门门和TS门门的结结构与一般TTL与非门门有何不同 ？各有何主要应应用？ 答: OC门门把一般TTL与非门电门电 路的推拉式输输出级级改 为为三极管集电电极开路输输出。TS门门是在一般TTL与非 门门的基础础上，附加使能控制端和控制电电路构成。 OC门门可实现电实现电 平转换转换 和直接驱动发驱动发 光二极管、干 簧继电继电 器等，多个OC门门的输输出端可以直接连连接实现实现 线线与。TS门门主要用于总线传总线传 送。多个TS门门的输输出端 可以直接连连接，分时传时传 送数据。 3.8 有两个相同型号的TTL与非门门，对对它们进们进 行 测试测试 的结结果如下： （1）甲的开门电门电 平为为1.4V，乙的开门电门电 平为为1.5V； （2）甲的关门电门电 平为为1.0V，乙的关门电门电 平为为0.9V。 试问试问 在输输入相同高电电平时时，哪个抗干扰扰能力强？在 输输入相同低电电平时时，哪个抗干扰扰能力强？ 解：（1）对TTL与非门而言，开门电平 越小， 在输入高电平时的抗干扰能力越强。本题中，在输 入相同高电平时，甲的抗干扰能力强。 （2）对TTL与非门而言，关门电平 越大，在输 入低电平时的抗干扰能力越强。本题中，在输入相 同低电平时，甲的抗干扰能力强。 3.9 图图3.52（a）所示为为三态门组态门组 成的总线换总线换 向 开关电电路，其中，A、B为为信号输输入端，分别别送两个 频频率不同的信号；EN为换为换 向控制端，控制电电平波形 如图图3.52（b）所示。试试画出 的波形。 解：EN=0时时， EN=1时时， 波形如图图3.52（c）所示。 3.10 试试画出实现实现 如下功能的CMOS电电路图图。 （1） （2） （3） 解：（1）用图图T3.10(1)所示的三输输入端的CMOS与非 门电门电 路实现实现 的逻辑逻辑 功能。 （2）用图图T3.10(2)所示或非门门和非门实现门实现 的逻辑逻辑 功能。 （3）用图图T3.10(3)所示的两级级与非门门和一级级非门实现门实现 的逻辑逻辑 功能。 3.11 试试指出下列五种逻辑门逻辑门 中那几种的输输出可 以并联联使用。 （1）TTL集电电极开路门门； （2）具有推拉式输输出的TTL与非门门； （3）TTL三态输态输 出门门； （4）普通的CMOS门门； （5）CMOS三态输态输 出门门。 解：TTL集电电极开路门门，三态输态输 出门门及CMOS三态输态输 出门门的输输出可以并联联使用。 3.12 用与非门组门组 成的基本R-S触发发器和用或非门组门组 成的基本R-S触发发器在逻辑逻辑 功能上有什么不同？ 解：基本R-S触发发器的功能表、状态态方程和约约束方程 如下： （a）用与非门组门组 成的基本R-S （b）用或非门组门组 成的基本R-S 3.13 在图图3.53（a）所示的D触发发器电电路中，若输输 入端D的波形如图图3.53（b）所示，试试画出输输出端Q的 波形（设设触发发器初态为态为 0）。 根据该该方程及图图3.53（b）所给给的信号波形，可画出 输输出端Q的波形如图图3.53（c）所示。 解：D触发发器的次态态方程为为 3.14 已知输输入信号A和B的波形如图图3.54（a）所示， 试试画出图图3.54（b）、（c）中两个触发发器Q端的输输出波 形，设设触发发器初态为态为 0。 解：D触发发器的次态态 T触发发器的次态态 D触发发器 端和T触发发器 的输输出波形如图图3.54（d） 所示。 解：由图图3.55（a）所示电电路知： 3.15 设图设图 3.55（a）所示电电路的初始状态态、输入 信 号及CP端的波形如图图3.55（b）所示，试试画出 的波形图图。 的波形图图如图图3.55（c）所示。 3.16 试试用T触发发器和门电门电 路分别别构成D触发发器和J-K 触发发器。 解1：用表格法求解 先填写新触发发器的次态态真值值表，再由 和 得到 原触发发器的输输入。原触发发器的输输入是新触发发器的输输 入及现态现态 的函数。 （1）T D 新触发发器D的次态态真值值表和原 触发发器T的输输入如表T3.16a所 示。 用T触发发器和门电门电 路构成的D触发发器见图见图 T3.16（a） （2）TJK 新触发发器J-K的次态态真值值表和原触发发器T的输输入如表 T3.16b所示，要求确定的函数关系是 ， 经经卡诺图诺图 化简简得 用 T触发发器和门电门电 路构成的J -K触发发器见图见图 T3.16（b）。 解2：采用次态态方程联联立法 用T触发