门电路习题课ppt课件VIP

.,1,第三章习题课,.,TTL电路输入级采用多发射极晶体管，输出级采用推拉式结构，所以工作速度较快，负载能力较强，是目前使用最广泛的一种集成逻辑门。应掌握好TTL门电气特性和参数。,MOS电路属于单极型电路，CMOS电路具有高速度、功耗低、扇出大、电源电压范围宽、抗干扰能力强、集成度高等一系列特点，使之在整个数字集成电路中占据主导地位的趋势日益明显。,小结,.,本章总的要求：熟练掌握TTL和CMOS集成门电路输出与输入间的逻辑关系、外部电气特性，包括电压传输特性、输入特性、输出特性和动态特性等；了解和掌握各类集成电子器件正确的使用方法。重点：TTL电路与CMOS电路的结构与特点,.,附:门电路的常见逻辑符号,.,.,.,7,当输入为0V、5V时，基极回路等效电路如图,解：,知识点1：三极管开关电路,其戴维宁等效电路如图,RB=5.1/20k=4.1k,.,8,(1)vI=0V时,此时发射结反偏，T截止，vO10V。,等效电路如图,(2)vI=5V时,此时发射结正偏,T饱和，vO=VCE(sat)=0.1V,等效电路如图,.,9,(3)输入端悬空时,基极回路等效电路如图,此时发射结反偏，T截止，vO10V。,.,10,3.12图示电路，试计算当输入端分别接0V、5V和悬空时输出电压vO的数值，并指出三极管工作在什么状态，三极管导通后vBE=0.7V。,解:,当输入为0V、5V时，基极回路等效电路如图,其戴维宁等效电路如图,RB=4.7k/18k=3.7k,.,11,(1)vI=0V时,此时发射结反偏，T截止，vO5V。,(2)vI=5V时,此时发射结正偏,T饱和，vO=VCE(sat)=0.1V。,.,12,(3)输入端悬空时,基极回路等效电路如图示,其戴维宁等效电路如图示,RB=(4.7+3)/18=5.4k,T饱和，vO=VCE(sat)=0.1V。,此时发射结正偏,.,题知识点2：二极管与门、或门的应用p131图2-18（四版）,在CMOS电路中有时采用下图（a）（b）所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出Y1Y2的逻辑式。已知电源电压VDD=10V，二极管的正向导通压降为0.7V。,(a)二极管构成与门，C、D、E只要有一个为低电平，则vI1为低电平,(b)二极管构成或门，C、D、E只要有一个为高电平，则vI2为高电平,.,题知识点2：二极管与门、或门的应用,在CMOS电路中有时采用下图（c）（d）所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出Y3Y4的逻辑式。已知电源电压VDD=10V，二极管的正向导通压降为0.7V。,(c)二极管构成或门，Y1、Y2只要有一个为高电平，则Y3为高电平,(d)二极管构成与门，Y1、Y2只要有一个为低电平，则Y4为低电平,.,15,3.14指出图示各门电路的输出是什么状态。已知这些门电路都是74系列TTL门电路。,知识点3：TTL门电路的输入端负载特性,见P156图P3.14,.,因控制端无效Y6处于高阻态,.,.,18,3.15指出图示各门电路的输出是什么状态。已知这些门电路都是CC4000系列CMOS门电路。,知识点3：COMS门电路的输入端负载特性,P156图P3.15,.,.,20,3.16图示电路中，与非门GM最多可驱动多少个同样的与非门？要求GM的高低电平满足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,IOL(max)=16mA，IIL-1.6mA,因输入低电平时每个与非门输入端总电流为IIL,知识点4：扇出系数，与非门输入特性,.,21,IOH(max)=-0.4mA，IIH40A,因输入高电平时每个与非门输入端总电流为2IIH,综合，N=5,.,知识点4：扇出系数，或非门输入特性,3.17解当时，可以求得当时，又可求得故能驱动5个同样的或非门。,已知:,.,23,3.18.试说明在下列情况下，用万用表测量图中vI2得到的电压各为多少？与非门为74系列TTL电路，万用表使用5V量程，内阻为20K/V,解：,等效电路：,（3）vI1=3.2V,vB1=2.1V；vI2=1.4V,（1）vI1悬空,vB1=2.1V；vI2=1.4V,（2）vI1=0.2V,vB1=0.9V；vI2=0.2V,知识点5：与非门输入端电平互相影响,.,24,（4）vI1经51电阻接地,vB1=0.75V；vI2=0.05V,（5）vI1经10k电阻接地,vB1=2.1V；vI2=1.4V,.,举例见P122例3.5.3：计算图中电阻RP取值范围。已知：VOH=3.4V,VOL=0.2V,VIH(min)=2.0V,VIL(max)=0.8V，IIH0.04mA。,解：,当=VOH时，要求VIH(min),VOH-IIHRPVIH(min),当=VOL时，要求VIL(max),RP0.69K,RP35K,对于74系列，当RP=2K时，就达到1.4V。,综合两种情况RP应按此式选取,牢记：RP大于2K欧姆时，输入等效为高电平；小于0.7K欧姆时，输入等效为低电平。,.,26,3.23计算图中RL阻值范围，其中G1、G2、G3是74LS系列OC门,输出管截止时的漏电流为IOH=100A，输出低电平VOL0.4V时允许的最大负载电流为ILM=8mA；G4、G5、G6是74LS与非门，它们的输入电流为IIL-0.4mA，IIH20A，VCC=5V，要求OC门的输出高电平VOH3.2V，输出低电平VOL0.4V。,解：,&,RL,VCC,&,&,&,G2,G1,G4,G5,G6,G3,(1)输出高电平时，,RL不能太大，应满足,知识点6：上拉电阻计算,.,27,&,RL,VCC,&,&,&,G2,G1,G4,G5,G6,G3,(2)只有一个门输出低电平时，,RL不能太小，应满足,.,28,3.25图示是一个继电器线圈驱动电路.要求在vI=VIH时三极管截止,而vI=0时三极管饱和导通.已知门输出管截止时的漏电流IOH100A,导通时允许流过的最大电流ILM=10mA,管压降小于0.1V.三极管=50,继电器线圈内阻240,电源电压VCC=12V,VEE=-8V,R2=3.2k,R3=18k,试求R1的阻值范围.,解:,知识点6：OC门上拉电阻的计算,.,29,(2)vI=0时,VP为高电平,R1不能太大,否则，三极管基极电流小,不饱和。,.,30,+5V,RB,&,G1,RC,即:,IL=IILM,3.26(1)求RB的取值范围。(2)若将OC门换成推拉式输出的TTL电路，会发生什么情况。,解(1),.,31,G1输出高电平时(输出管截止),三极管应饱和,RB不能太大，否则，三极管基极电流小，不饱和。,+5V,RB,&,G1,RC,.,32,(2)若将OC门换成推拉式输出的TTL电路,则TTL门电路输出高电平时为低内阻，而且三极管的发射结导通时也是低内阻，因此可能因电流过大而使TTL电路和三极管受损。等效电路如图示。,.,判断题（正确打，错误的打）,1TTL与非门的多余输入端可以接固定高电平。（）2当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1。（）3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。（）4两输入端四与非门器件74LS00与7400的逻辑功能完全相同。（）,5CMOS或非门与TTL或非门的逻辑功能完全相同。（）6三态门的三种状态分别为：高电平、低电平、不高不低的电压。（）,.,7TTL集电极开路门输出为时由外接电源和电阻提供输出电流。（）8一般TTL门电路的输出端可以直接相连，实现线与。（）9CMOSOD门（漏极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。（）10TTLOC门（集电极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。（）,填空题,2OC门称为门，多个OC门输出端并联到一起可实现功能。,OC,电源,负载,集电极开路,线与,3.三态输出门其输出端有三种可能出现的状态：,高阻、高电平、低电平,.,选择题,1.三态门输出高阻状态时，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,2.以下电路中可以实现“线与”功能的有。A.与非门B.三态输出门C.集电极开路门D.漏极开路门,3以下电路中常用于总线应用的有。A.TSL门B.OC门C.漏极开路门D.CMOS与非门,4逻辑表达式Y=AB可以用实现。A.正或门B.正非门C.正与门D.负或门,A.B.D.,C.D.,A.,C.D.,.,5TTL电路在正逻辑系统中，以下各种输入中相当于输入逻辑“1”。A.悬空B.通过电阻2.7k接电源C.通过电阻2.7k接地D.通过电阻510接地,A.B.C.,6对于TTL与非门闲置输入端的处理，可以。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,A.B.D.,7CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点是。A.微功耗B.高速度C.高抗干扰能力D.电源范围宽,A.C.D.,.,9.下图TTL电路中，实现下图所示各输出逻辑的正确电路是（）,8.某TTL与非门的三个输入分别为A，B，C，现只需用A，B两个，C