第2章 逻辑门电路资料.doc

1、思考题与习题2.1 在图2.42所示各电路中,当输入电压uI分别为0V+5V悬空时,试计算输出电压uO的数值,并指出三极管工作状态假设三极管导通时的UBE=0.7V图2.42 题2.1电路图解:对于图a,当输入电压uI分别为0V+5V悬空时,用戴维南定理对基极电路进行等效,可分别等效为:显然,当输入电压uI分别为0V和悬空时,三极管截至,输出电压为10V 当输入电压uI为5V,由等效电路计算出:三极管处于饱和状态 ,uO=0.3V对于图b,当输入电压uI分别为0V+5V悬空时,用戴维南定理对基极电路进行等效,可分别等效为:显然,对于输入电压uI为0V,三极管截至,输出电压为5V 当输入电压uI

2、为5V,由等效电路计算出:三极管处于饱和状态 ,uO=0.3V当输入端悬空时,由等效电路计算出:三极管处于饱和状态 ,uO=0.3V上述分析归纳如下表:2.2 为什么说TTL与非门输入端在以下三种接法时,在逻辑上都属于输入为0?(1)输入端接地;(2)输入端接低于0.8V的电源;(3)输入端接同类与非门的输出低电平0.3V解:说明上述问题可以有3种途径,即结合具体电路在所给条件下分析其输入输出关系利用电压传输特性或者利用与非门的主要参数进行分析与非门的逻辑功能可以归纳为:输入有0,输出为1,也就是说输出为1时,输入必有0方法1:以图2.7所示与非门电路为例,当输入端ABC同时或者其中1个接地时

3、,UB1=0.7V,T2T3截至,输出高电平,即输出为1,所以输入为0;当输入端ABC同时或者其中1个接低于0.8V的电源时,UB11.5V,T2有可能导通,但T3肯定截至,输出高电平,即输出为1,所以输入为0;当输入端ABC同时或者其中1个接同类与非门的输出低电压0.3 V时,UB1=1.0V,T2T3截至,输出高电平,即输出为1,所以输入为0 方法2:TTL与非门的电压传输特性如图所示:可见当输入电压小于1.4V时,输出为3.6V,而在题中所给的3种情况下,输入电压都小于1.4V,因此输出高电平,即输出为1,所以输入为0方法3:由TTL与非门的主要技术参数可知:UIL(max)=0.8V,

4、而在题中所给的3种情况下,输入电压都小于0.8V,说明这3种情况下,输入电压都为低电平,而低电平用0表示,即逻辑02.3 为什么说TTL与非门输入端在以下三种接法时,在逻辑上都属于输入为1?(1)输入端悬空;(2)输入端接高于2V的电源;(3)输入端接同类与非门的输出高电平3.6V解:回答上述问题也可以有3种途径,即结合具体电路在所给条件下分析其输入输出关系利用电压传输特性或者利用与非门的主要参数进行分析(1)输入端悬空:输入端悬空可以看作是输入端所接电阻R无穷大,由输入负载特性得输入端电压1.4V,此时UB1=2.1V,T2T3饱和导通,由与非门的逻辑功能知只有输入全部为高电平时,T2T3饱

5、和导通,所以输入为1(2)由TTL与非门的电压传输特性可见:当输入端接高于2V的电源或者接同类与非门的输出高电压3.6 V时,输出低电平即逻辑0,此时输入一定是逻辑1(3)以图2.7所示与非门电路为例,输入端通过10k电阻接地时,UR=3.1V由TTL与非门的主要技术参数可知:UIH(min)=2V,可见UR> UIH(min),所以输入为高电平,即逻辑12.4 指出图2.43中各门电路的输出是什么状态(高电平低电平或高阻态)假定它们都是T1000系列的TTL门电路图2.43 题2.4电路图解:在图a中,三个输入端都相当于高电平,即逻辑1,由与非门的功能可知,其输出为低电平在图b中,输入

6、端接10k电阻相当于高电平,即逻辑1,由或门的功能可知,其输出为高电平在图c中,输入端接51电阻相当于低电平,即逻辑0,由与非门的功能可知,其输出为高电平在图d中,输入端接10k电阻相当于高电平,即逻辑1,由或非门的功能可知,其输出为低电平在图e中,EN=0,三态门电路处于禁止工作状态,其输出为高阻态在图f中,2个输入端分别为高电平和低电平,由异或门的功能可知,其输出为高电平2.5 图2.44所示为TTL与非门设其输出低电平UOL0.35V,输出高电平UOH3V,允许最大灌入电流IOL=13mA,关门电平UOFF=0.8V,开门电平UON=1.8V（1） 试求TTL与非门的扇出系数NO;（2）

7、 试求该TTL与非门的低电平噪声容限UNL和高电平噪声容限UNH图2.44 题2.5电路图图2.45 题2.6电路图解:(1) (2) VV2.6 电路如图2.45所示,已知OC门的输出低电平UOL=0.3V;TTL与非门的内部电路如图2.7所示,其输出低电平UOL=0.3V,输出高电平UOH=3.6V,高电平输入电流IIH=40A,低电平输入电流IIL=1.5mA;三极管导通时,UBE=0.7V,饱和管压降UCES=0.3V,UCC=5V试分别求出在下列情况下的UBUC和UF值（1） UA1=0.3V,UA2=3.6V;（2） UA1=UA2=3.6V;（3） R1=,UA1= UA2=3.

8、6V;（4） R2=,UA1= UA2=3.6V;（5） R3=,UA1= UA2=3.6V;解:(1) 由输入条件可知:UB=0.7V,UC=0.3V,UF=3.6V;(2) 由输入条件可知:UB=0.3V,三极管截止,UC由R2R3分压决定,电阻未知,无法计算;(3) 由输入条件可知:UB=0,三极管截止,UC由R2R3分压决定,电阻未知,无法计算;(4) 由输入条件可知:UB=0.3V,三极管截止,UCUF由R3决定;(5) 由输入条件可知:UB=0.3V,三极管截止,UC=UCC,UF=0.3V.2.7 在图2.25所示电路中,已知OC门在输出低电平时允许的最大负载电流IOL=12mA,在输出高电平时的漏电流IOH=200A,与非门的高电平输入电流IIH=50A,低电平输入电流IIL=1.4mA,UCC=5V,Rc=1k（1） 试问OC门的输出高电平UOH为多少?（2） 为保证OC门的输出低电平UOL不大于0.35V,试问最多可接几个与非门?（3） 为保证OC门的输出高电平UOH不低于3V,试问可接与非门的输入端数为多少?解:(1) (2) 取(3) 因为所以2.8 试比较TTL电路和CMOS电路的优缺点2.9 试说明下列各种门电路中哪些门电路的输出端可以并联使用（1） 具有推拉式输出级的TTL门电路;（2） TTL电路的OC门;（3） TTL电路的三态输出门