第2章逻辑门电路-习题答案.pdf

第 2 章 逻辑门电路 2.1 题图 2.1(a)画出了几种两输入端的门电路， 试对应题图 2.1(b)中的A、 B波形画出各门的输出F1 F6的波形。 题图 2.1 解: 2.2 试判断题图2.2 各电路中的三极管T处于什么工作状态? 并求出各电路的输出F1F6。 1 题图 2.2 解: (a) Ibs= 3 1050 10 V =0.2mA ib= 3 1050 7 . 06 VV =0.106mA ib Ibs T2饱和，F20 (c) Ibs= C C R E = 3 10230 15 V =0.25mA ib= 3 1010 7 . 05 VV - 3 1050 7 . 02 +VV =0.106mA ibIbs 所以T3饱和 F20 2 (d) 因为Vbe4 T 饱和 VF0 2.4 题图 2.4(a)和 2.4(b)为硅二极管门电路，2.4(c)为输入端A、B、C的波形，试写出输出函数F1、 F2，并对应A、B、C的波形画出F1、F2波形，标明F1、F2波形幅度。 题图 2.4 解: 2.5 三极管电路如题图 2.5 所示， （1）试说明图中R2及10 V电压的作用。 （2）T在电路中的工作状态 如何？（3）求输出电压F。 题图 2.5 解: (1) R2及-10V减少了饱和深度 (2) A=0V时，Vbe T 饱和 VF0 所以 T 是开关状态，电路为倒相器。 (3) 输出电压波形： 2.6 求题图 2.6 所示电路的输出逻辑函数F1、F2。 题图 2.6 解: 2.7 题图 2.7 中的电路均为TTL门电路，试写出各电路输出Y1Y8状态。 5 题图 2.7 解: Y1=0, Y2=1, Y3=Hi-Z, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0, Y8=0. 2.8 题图 2.8 中各门电路为CMOS电路，试求各电路输出端Y1 、Y2和Y的值。 题图 2.8 解: Y1=1, Y2=0, Y3=0. 2.9 6 个门电路及A、B波形如题图 2.9 所示，试写出F1F6的逻辑函数，并对应A、B波形画出F1 F6的波形。 题图 2.9 解： 6 2.10 电路及输入波形分别如题图 2.10(a)和 2.10(b)所示，试对应A、B、C、x1、x2、x3 波形画出F端 波形。 题图 2.10 解 7 2.11 TTL与非门的扇出系数 N 是多少？它由拉电流负载个数决定还是由灌电流负载决定？ 解: N8 N 由灌电流负载个数决定. 2.12 题图 2.12 表示三态门用于总线传输的示意图，图中三个三态门的输出接到数据传输总线， D1D2、D3D4、DmDn为三态门的输入端，EN1、EN2、ENn分别为各三态门的片选输入端。 试问：EN信号应如何控制，以便输入数据D1D2、D3D4、DmDn顺序地通过数据总线传输（画 出EN1ENn的对应波形） 。 题图 2.12 解：用下表表示数据传输情况 2.13 某工厂生产的双互补对称反相器（4007）引出端如题图 2.13 所示，试分别连接成： （1）反相 器； （2）三输入与非门； （3）三输入或非门。 题图 2.13 解： (1) 反向器 (2)与非门 (3)或非门 8 2.14 按下列函数画出 NMOS 电路图。 1 2 3 () ()( FABCDE HG FABCD ABCD FAB =+ =+ = ) 解：(1) (2) (3) 9 2.15 将两个OC门如题图 2.15 连接，试将各种组合下的输出电压uo填入题表 2.15 中，并写出输出逻 辑表达式。 题图 2.15 题表 2.15 解: 2.16 写出题图 2.16 的电路表达式，并对表达式进行简化。 题图 2.16 解: CABCABCABY+=+= 2.17 按下列函数画出 CMOS 电路图。 CDABF+= 1 BAF= 2 解：(1)CDABCDABF=+= 1 10 (2) BABABAABABBAF+=+= 2 2.18 TTL与非门输入端悬空相当于什么电平？输入端阈值电压VT等于多少？输出端F = 0 时，能带动 几个同类型TTL与非门？负载个数超出扇出系数越多，输出F变得越高还是越低？ 解：TTL 与非门输入端悬空相当于高电平； 输入端阈值电压VT=1.4V； 输出端 F = 0 时，能带动 8 个同类型 TTL 与非门； 负载个数超出扇出系数越多，输出 F 变得越高 2.19 题图 2.19 中，G1为TTL三态门，G2为TTL非门，K为开关，电压表内阻为 200 k。求下列情况 下，电压表读数F 1和G2输出电压F2分别为多少？ （1）A = 0.3 V，B = 0.3 V，C = 0.3 V，K 接通。 （2）A = 0.3 V，B = 3.6 V，C = 0.3 V，K 断开。 （3）A = 3.6 V，B = 0.3 V，C = 3.6 V，K 接通。 （4）A = B = 0 V，C = 3.6 V，K 断开。 （5）A = B = 3.63 V，C = 0.3 V，K 接通。 11 题图 2.19 解: (1) F1=3.6V, F2=0V (2) F1=3.6V, F2=0V (3) F1=3.6V, F2=0V (4) F1无读数, F2=0V (5) F1=0V, F2=3.6V 2.20 电路如题图 2.20 所示，列表讨论该电路的输出函数 F。 题图 2.20 解: 输出 F 与输入 AB 的取值有关，AB 可有四组取值下面分别讨论。 2.21 电路如题图 2.21(a)所示，试对应 2.21(b)的输入波形画出F1、F2的对应波形。 题图 2.21 解: EN=0 时，F1=BA+，F2=BABA+= 12 EN=1 时，F1=1，F2=A 据此刻在图 2.21(b)上画出F1.F2波形如下： 2.22 写出题图 2.22 中 NMOS 电路的逻辑表达式。 题图 2.22 解: (a)ABCCBAY=+= 1 (b)BABAY+=+= 2 (c)BABAY= 3 2.23 写出题图 2.23(a)(c)中各TTL电路的输出逻辑表达式F1、F2和F3，并对应题图 2.23(d)所示的输 入A、B、C波形画出F1、F2、F3波形。 题图 2.23 13 解: (a)CAACF FCC ACAFCC += = = 1 1 1 101, 1, 0 , 0, 1 (b) CBAF AFCC ABFCC += = = 2 2 2 , 1, 0 , 0, 1 (c) 1 1, 1, 0 1, 0, 1 3 3 3 = = = F FCC FCC 2.24 题图 2.24 中，G1、G2 为“线与”的两个TTL OC门，G3、G4、G5为三个TTL与非门，若G1、G2皆 输出低电平时， 允许灌入的电流IOL为 15 mA； G1、 G2门皆输出高电平时允许的IOH小于 200 A。 G3、G4和G5它们的低电平输入电流为IIL=1.1 mA，高电平输入电流IIH=5 A。Ec（VCC）= 5 V， 要求OC门输出的高电平VOH3.2V, 低电平VOL0.4V，求负载电阻RL应选多大。 题图 2.24 解： () () maxmin 3 / 5.03.2 3.27 k (2 0.23 0.05) 10 LCCOHOHIH RVVnImI =+ = + () () minmax 3 / 5.00.4 0.39 k (153 1.1) 10 LCCOLOLIL RVVImI = = 所以，选定的RL值应在 3.27 k与 0.39 k之间，可以取RL = 12 k。 14 2.25 写出题图 2.25(a)(c)各TTL门电路的输出逻辑表达式F1、F2和F3。 题图 2.25 解: (a) 1 AAF+= (b) 3 2 13211 AAAAAAF+= (c) ()()BABABABABABAABF=+=+= 3 2.26 写出题图 2.26 中CMOS电路的输出逻辑表达式F1和F2。 题图 2.26 解: 15 2.27 画出实现下列逻辑函数的 CMOS 电路。 F1(A、B、C) = AB + C F2(A、B、C) = AB + CD 解: 1. 2. 16 2.28 简述 CMOS 电路驱动 TTL 电路和 TTL 电路驱动 CMOS 电路的技术要求。 解: 1.通过表 2-17 可以看出，CMOSCC4000 系列电路可以直接驱动TTLCT4000 系列电路，这是因为 CMOS VOH=4.95V，大于CT4000VIH（2V） ，VO