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电子技术基础]课后答案_王金矿_李心广(机械工业出版社).pdf

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'《电路与电子技术基础》习题一参考解答第1页习题一1-1导线中的电流为10A,20s内有多少电子通过导线的某一横截面?dq解:根据电流强度的定义i=,已知I=10A,△t=20s,dt所以:△q=i△t=10*20=200(C),即在20秒内有200库仑的电子通过导线某一截面。1-2一个继电器的线圈,电阻为48Ω,当电流为0.18A时才能动作,问线圈两端应施加多大的电压?答:根据欧姆定律可得:U=IR=0.18*48=8.64V1-3一个1000W的电炉,接在220V电源使用时,流过的电流有多大?P1000答:由电路的功率计算公式可知:P=UI,所以I===.455AU2201-4某电流表的量程为10mA.当某电阻两端的电压为8V时,通过的电流为2mA.如果给这个电阻两端加上50V的电压,能否用这个电流表测量通过这个电阻的电流?解:根据电阻两端压降和流过电阻中的电流,由欧姆定理可以确定电阻的值为:U8R===4(kΩ)I−32×10如果给电阻上加50V的电压,流过电阻的电流为:U50I===125.(mA)R34×10电流表的量程为10mA,也就是允许通过的最大电流为10mA,显然不能使用该电流表测量通过流过该电阻的电流。1-5在电路中已经定义了电流、电压的实际方向,为什么还要引入参考方向?参考方向与实际方向有何区别和联系?答:在求解电路参数时,对于稍微复杂的电路,必须列方程求解,列出方程又必须知道电流、电压的方向,为此,引入电流、电压参考方向,根据参考方向列出电路方程,利用方程求出电路参数,若结果为负,表明实际的方向与参考方向相反,若结果为正,表明参考方向就是实际方向。1-6如何计算元件的吸收功率?如何从计算结果判断该元件为有源元件或无源元件?答:在关联参考方向下:P=UI;在非关联参考方向下:P=−UI。在此前提下,当P>0时为吸收功率。若P<0为有源元件,否则为无源元件。1-7标有10kΩ(称为标称值)、1/4W(额定功率)的金属膜电阻,若使用在直流电路中,试问其工作电流和电压不能超过多大数值?2U2答:因为功率P==IRRP.025工作电流:I<==.0005A=5mA;R10000工作电压:UUR,二极管的导通电压降可忽略,试画出输出电压uo1~uo4的波形图。RRDD++++++++DDRRuiuo1uiuo2uiuo3uiuo4URURURUR--------(a)(b)(c)(d)题图6-3习题6-7电路图解:由于ui=Uimsinωt,且Uim>UR,则有:图(a)当uiUR时,二极管D导通,输出为UR;图(b)当uiUR时,二极管D截止,输出为ui;图(c)当uiUR时,二极管D截止,输出为UR;图(d)当uiUR时,二极管D导通,输出为ui。其波形如下图所示。其中下图(a)是上图(a)、(c)的波形图;图(b)是上图(b)、(d)的波形图。uo1,uo3uo2,uo4URUR0t0t(a)(b)6-8利用稳压二极管组成的简单稳压电路如题图6-4所示。R为限流电阻,试定性说明RL变动或UI变动时,UO基本恒定的理由。答:由于稳压管工作在反向击穿状态,由反向击穿特性知,当DZ两端电压有微小变化,必然引起DZ中电流很大变化。例如:当RL变小时→UO减小→DZ两端电压减小→流过DZ的电流减小→流过R的电流 《电路与电子技术基础》第六章参考答案第3页减小→在R上的压降减小→UO上升。RL变大可以做同样的分析。当UI变大时→流过DZ中的电流急剧增加→流过电阻R中的电流急剧增加→在R上的压降急剧增加→UO维持不变。TaR+++D4D1~220Vu2cbUIDZRLUO-io-D3D2+-dRLuo-题图6-4习题6-8电路图题图6-5习题6-9电路图6-9单相桥式整流电路如题图6-5所示。试说明当某只二极管断路时的工作情况,并画出负载电压波形。u2解:假设D4断路,当u2的正半周时,D1、D3导通,负载上有电流流过;当u2的负半周时,由于D4断路,在负载中无电流流过,这一桥式电路在一个二0T/2T3T/22Tt极管断路的情况下实际上是一个半波整流电路。其波uo,io形图如图所示。uo6-10为了使三极管能有效地起放大作用,对三极管的发射区掺杂浓度有什么要求、基区宽度有什么ip要求、集电结面积比发射结面积大小有何要求。其理0T/2T3T/22Tt波形图由是什么?如果将三极管的集电极和发射极对调使用(即三极管反接),能否起放大作用。答:为了使三极管能有效地起放大作用,要求三极管的发射区掺杂浓度高;基区宽度薄;集电结结面积比发射结面积大。其理由是,由于发射极的掺杂浓度高,所以在发射结的正向偏置的作用下,会有大量的载流子漂移到基区;漂移到基区的载流子积聚在发射结附近,而在集电结附近载流子浓度几乎为0(集电结反向偏置的缘故),由于浓度差异,积聚在发射结附近的电子会向集电结扩散,只有基区宽度很薄,才能保证向集电结扩散过程中只有很少一部分与基区的空穴复合,大多数载流子可以扩散到集电结附近;又因为集电区面积比较大,所以在集电结反向偏置下,就可以尽可能多的收集扩散到集电结附近的多数载流子。如果集电极和发射极对调,是不能起到放大作用的。因为集电极的掺杂浓度低,即使在集电结正向偏置的作用下,也没有足够多的载流子漂移到基区,且由于发射区的面积不够大,也不能将接近发射极的载流子大量的收集到发射极。6-11工作在放大区的某个三极管,当IB从20μA增大到40μA时,IC从1mA变成2mA。它的β值约为多少?∆Ic2000−10001000解:根据动态放大倍数的定义得:β====50∆Ib40−20206-12工作在放大状态的三极管,流过发射结的电流主要是什么?流过集电结的电流主要是什么?答:工作在放大状态的三极管,流过发射结的电流主要是扩散电流,流过集电结的电流主要是漂移电流。6-13某三极管,其α=0.98,当发射极电流为2mA时,基极电流是多少?该管的β多 《电路与电子技术基础》第六章参考答案第4页大?另一只三极管,其β=100。当发射极电流为5mA时,基极电流是多少?该管的α多大?∆ICIC解:根据α定义α=≈α≈,∆IEIE所以IC≈αIE=.098×2mA=.196mAIB=IE−Ic=2−.196=.004mA=40µAIC.196β===49IB.004ICIC5由于β==100,所以IB===.005mA=50µAIBβ100ICIC5α====.099IEIC+IE5+.0056-14放大电路中,测得几个三极管的三个电极电位U1、U2、U3分别为下列各组数值,判断它们是NPN型还是PNP型?是硅管还是锗管?确定e、b、c。(1)U1=3.3V,U2=2.6V,U3=15V(2)U1=3.2V,U2=3V,U3=15V(3)U1=6.5V,U2=14.3V,U3=15V(4)U1=8V,U2=14.8V,U3=15V答:先确定是硅管还是锗管。由于硅管的结电压降一般为0.6~0.8V,锗管的结电压降约为0.1~0.3V,所以(1)(3.3-2.6=0.7V)、(3)(15-14.3=0.7V)为硅管,(2)(3.2-3=0.2V)、(4)(15-14.8=0.2V)为锗管。然后确定是NPN还是PNP管。对于NPN管,基极电位高于发射极电位(发射极正向偏置),而集电极的电位高于基极(集电极反向偏置)。对于PNP管,发射极电位高于基极电位(发射结正向偏置),基极电位高于集电极电位(集电结反向偏置),所以(1)、(2)是NPN管;(3)、(4)是PNP管因此:(1)是NPN硅三极管;3.3V—b极,2.6V—e极,15V—c极(2)是NPN锗三极管;3.2V—b极,3V—e极,15—c极(3)是PNP硅三极管;6.5V—c极,14.3V—b极,15V—e极(4)是PNP锗三极管;8V—c极,14.8V—b极,15V—e极6-15电路如题图6-2所示,已知三极管为硅管,UBE=0.7V,β=50,ICBO忽略不计,若希望IC=2mA,试求(a)图的Re和(b)图的Rb值,并将两者比较。解:对于图(a),在输入回路中(图中左边回路),Re两端的电压降为6-0.7V,所以6−7.03.5IEIE==IB=IC=βIB,ReRe1+β3.53.53.53.5×50故Re=====.2598kΩ1(+β)IBIC251×21(+β)51×β506−7.0IC3.5×β3.5×50对于图(b),IB=IB=,所以Rb===1325.kΩRbβIC2ReRb10V6V10V6V(a)(b)题图6-6习题6-15电路图 《电路与电子技术基础》第七章参考答案第1页习题七7-1什么是静态工作点?如何设置静态工作点?若静态工作点设置不当会出现什么问题?估算静态工作点时,应根据放大电路的直流通路还是交流通路?答:所谓静态工作点就是无输入信号时,电路所处的工作状态。这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点,设置静态工作点的目的就是要保证在被放大的交流信号加入电路时,不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置,集电结反向偏置的三极管放大状态。可以通过改变电路参数来改变静态工作点,这就可以设置静态工作点。若静态工作点设置的不合适,在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真(静态工作点偏高)或截止失真(静态工作点偏低)。估算静态工作点是根据放大电路的直流通路。+24V+12V+24V+6V-6V+24VRbRcRcRc120kΩ1kΩ2kΩ2kΩReRcRb230kΩ2kΩ12kΩ60kΩβ=50β=20β=100β=80Rbβ=1003V6VReRb1Re2kΩ30kΩ2kΩ(a)(b)(c)(d)(e)题图7-1习题7-2电路图7-2试求题图7-1各电路的静态工作点。设图中的所有三极管都是硅管。解:图(a)静态工作点24−7.0Ib=3≈.0194mA=194µAIc=βIb=50×.0194=(7.9mA)120×10−33Uce=Ucc−IcRc=24−7.9×10×1×10=14(3.V)图(b)和图(c)的发射结反向偏置,三极管截止,所以Ib=0,Ic=βIb≈0,三极管工作在截止区,Uce≈Ucc。图(d)的静态工作点6−7.0IeIe=3=.265mAIb=≈.0026mA=26µAIc≈Ie=.265mA2×10β+1−33Uce≈−6[−(−)6−Ic(Rc+Re)]=−[12−.265×10×(12+)2×10]=−(12−37)1.依此Ic电流,在电阻上的压降高于电源电压,这是不可能的,由此可知电流Ic一定要小于此值,而根据三极管工作放大区有Ic=βIb,现在Ic<βIb,所以三极管工作在饱和状态。图(e)的静态工作点2438−7.0UB=3×3×10=(8V)Ie=3=.385(mA)Ic≈Ie(30+60)×102×10Ie.3853−3Ib===.00475(mA)Uce=Ucc−IeRe=24−.385×10×2×10=16(3.V)β+180+17-3放大电路的输入电阻与输出电阻的含义是什么?为什么说放大电路的输入电阻可以用来表示放大电路对信号源电压的衰减程度?放大电路的输出电阻可以用来表示放大电路带负载的能力? 《电路与电子技术基础》第七章参考答案第2页答:输入电阻就是将放大电路看为一个四端元件,从输入端看入的等效电阻。即输入端的电压与输入端的电流之比。输出电阻也是将放大电路看作一个四端元件,从输出端看的等效电阻。即戴维南等效电路的内阻。因为信号源为放大电路提供输入信号,由于信号源内阻的存在,因此当提供给放大电路的信号源是电压源串电阻的形式时,输入电阻越大,则放大电路对信号源的衰减越小;若信号源是电流源与电阻并联,则输入电阻越小,放大电路对信号源的衰减越小。放大电路我们可以根据戴维南等效电路将其化简为一个电压源与电阻的串联形式,输出电阻可以看作一个电源的内阻,因此,输出电阻越小,放大电路的带负载能力越强。请参看下图,可以增强对上面文字描述的理解。++Ii+Rs+ro+UiriUsRsUiri+UoRLUs-Us-----7-4放大电路组成的原则有哪些?利用这些原则分析题图7-2各电路能否正常放大,并说明理由。+UCC+UCCRcC2RcC2RbRcCcC1C1C1C2RbUBBRbUEE(a)(b)(c)+UCC+UCC+UCCRcRbRcRbRcC2C1CbReCe(d)(e)(f)题图7-2习题7-4电路图解:组成放大电路的原则是:(1)发射结正向偏置,集电结反向偏置。(2)能将被放大的交流信号加在发射结,且能正常将交流放大信号输出。(a)满足集电结反向偏置,但是不满足发射结正向偏置,所以该电路无放大作用。(b)该电路可以正常对信号放大。因为电路满足发射结正向偏置,集电结反向偏置(注意:基极电位为UEE-UBE,因为三极管是PNP,所以集电极电位为0,小于基极电位,故保证了集电极反向偏置)。(c)该电路静态满足发射结正向偏置、集电结反向偏置,静态工作点设置正确,但是由于电容Cc在动态情况下将Rc短路,因此,动态放大信号无法从集电极取出,故也无放大作用(因为Rc与负载并联,若Rc短路,则负载电阻R’L也为0)。(d)尽管该电路具备了发射结正向偏置,集电结反向偏置,但由于基极没有限流电阻, 《电路与电子技术基础》第七章参考答案第3页所以基极电流很大,导致放大电路工作在饱和区,所以也不能正常放大信号(导致饱和失真)。(e)耦合电容具有隔直作用,所以C1将加在发射结的正向偏置隔离,即IB=0,静态工作点在截止区,不能对信号进行正常放大(导致截止失真)。(f)该电路的静态工作点设置既满足了发射结正向偏置,集电结反向偏置,但是由于Cb对于交流信号可以看作短路,所以该电路尽管静态工作点具备了放大功能,但是,交流输入信号无法加入放大电路,所以该电路也没有放大功能。7-5求题图7-3所示电路中晶体管的β值。晶体管的结电压为0.7V。+15V+15V680kΩ10kΩUo=7VUo=7V680kΩ10kΩ(a)(b)题图7-3习题7-5电路Ucc−7.0解:对于图(a)。因为Uo=Ucc−IcRcIb=Rb15−7.0−6所以:Ib==21×10(A)=21(µA)3680×1015−7−3Ic==8.0×10(A)=8.0(mA)310×10−3Ic8.0×10β===38I−6b21×10对于图(b)。15−7.0−6Ib==21×10(A)3680×107−3Ic==7.0×10(A)310×10−3Ic7.0×10β===33I−6b21×10+10V+10V7-6求题图7-4所示电路中的I和Uo。2.7kΩ其中晶体管的结压降为0.7V、β=100。I解:对于图(a),由于晶体管的基极接地,UoUo所以Ib=0,因此Ic=0I所以:390kΩ2.2kΩ10kΩI=I=0,U=10−I×7.2×103=10(V)co对于图(b),(a)(b)题图7-4习题7-6电路 《电路与电子技术基础》第七章参考答案第4页10−7.0−6Ib=3=238.×10(A)390×10所以:−6−3I=Ic=βIb=100×238.×10=.238×10(A)3−3Uo=2.2×10×.238×10=.524(V)7-7在放大电路中为什么经常用电容隔离信号源和负载?对于直流信号进行放大时这两个电容还需要吗?请予以说明。答:因为电容对于直流信号而言相当于开路,对于频率较高的交流信号,由于阻抗较小,相当于短路。在设计晶体管放大电路时,为了使晶体管工作在放大区,必须设置合适的静态工作点,利用电容对直流信号开路特性可以保证静态工作点不受信号源和负载的影响,同时由因为电容对于频率较高的电流信号近似短路,所以对交流信号的衰减很小。对于直流信号进行放大时就不能使用电容隔离,如果加入隔离电容就无法将直流信号加到放大电路上,起不到放大作用。运算放大器采用的是直接耦合方式,所以运算放大器既可以对直流信号进行放大,也可以对交流信号进行放大。7-8简单地描述求放大电路输出电阻分析过程。答:在对放大电路进行分析时,放大电路的输出电阻是放大电路的一个重要的性能指标。在分析放大电路输出电阻时,可利用戴维难南等效电路,把放大电路看作一个电压源串电阻的形式,其中的电阻就是放大电路的输出电阻,因此求放大电路的输出电阻就是求戴维南等效电路内阻的方法,由于晶体管的交流分析是采用微变等效电路,晶体管可以等效为一个受控源,因此求等效电阻的方法为:(1)求出开路电压Uoc和短路电流Isc。然后计算等效电阻ro=Uoc/Isc;(2)将信号源短路,外加电源U,则输出电阻为ro=U/I。7-9电路如题图7-3(a)所示,三极管的输出特性曲线如题图7-3(b)所示:(1)作出直流负载线;(2)确定Rb分别为10MΩ、560kΩ和150kΩ时的ICQ、UCEQ;(3)当Rb=560kΩ,Rc改为20kΩ,Q点将发生什么样的变化?三极管工作状态有无变化?+12ViC(mA)Rc5Rb5kΩiB=80μAuo460μA3RL40μA2ui5kΩ20μA1024681012uCE(V)(a)电路图(b)输出特性曲线题图7-5习题7-9电路与特性曲线解:(1)直流负载线方程为:Uce=12−5Ic,直流负载线见图。Ic2000(2)由图(b)可知,Ib=40μAIC=2mA。所以β===50Ib40 《电路与电子技术基础》第七章参考答案第5页当Rb=10MΩ12−7.0Ib=6=.113µAICQ=βIb=50×.113µA=565.µA10×10−63UCEQ=12−ICQRc=12−565.×10×5×10=11(7.V)此时直流工作点位于截止区(参见图)。当Rb=560kΩ12−7.0Ib=3=20(µA)ICQ=βIb=50×20µA=1000µA=1mA560×10−33UCEQ=12−ICQRc=12−1×10×5×10=(7V)此时工作点在放大区(参见图)。当Rb=150kΩ12−7.0Ib=3=75(µA)ICQ=βIb=50×75µA=.377mA150×10−33UCEQ=12−ICQRc=12−.377×10×5×10=(12−18.85)(V)因为Uce不可能为负,因此,此种情况意味着Ic≠βIb,即当Ib达到一定程度,Ic已达到饱和(发射极发射的电子已全部被集电极收集,再增加Ib将不会引起Ic增加),在三极管处于饱和状态时,Uce≈0,三极管工作在饱和区(参见图)。(3)当Rb=560kΩ,Rc改为20kΩ时,12−7.0Ib=3=20(µA)ICQ=βIb=50×20µA=1000µA=1mA560×10−33UCEQ=12−ICQRc=12−1×10×20×10=12−20由此可知,静态工作点移到饱和区。直流负载线如图(粗线)所示。7-10电路如题图7-4所示,设耦合电容的容量均足够大,对交流信号可视为短路,Rb=300kΩ,Rc=2.5kΩ,UBE=0.7V,β=100,r’bb=300Ω。(1)试计算该电路的放大倍数Au,ri,ro(2)若将输入信号的幅值逐渐增大,在示波器上观察输出波形时,将首先出现哪一种失真?(3)若将电阻调整合适的话,在输出端用电压表测出的最大不失真电压的有效值是多少?+6.7V解:(1)计算该电路的放大倍数Au,ri,roRbRc先求静态工作点C17.6−7.0Ib==20(µA)Ic=βIb=(2mA)C2+3300×10+RLui10kΩuoIe=Ib+Ic=.202(mA)––U=U−IR=7.6−5.2×103×2×10−3=(7.1V)题图7-6习题7-10电路图cecccc"()26mV26rbe=rbb+1+β=300+101×=6.1(kΩ)IemA.202 《电路与电子技术基础》第七章参考答案第6页下面先画出交流通路,然后依据交流通路计算动态参数10×5.2"100×+IbβRL10+5.2Au=−=−=−125uiRbrbeβIbRcRLrbe6.1300×6.1ri=Rb//rbe==.159(kΩ)300+6.1上述电路的交流通路ro=Rc=5.2kΩ(2)由方程及Ic的静态工作点知:3−3Uce=Ucc−IcRc=7.6−5.2Ic=7.6−5.2×10×2×10=(7.1V)所以,若将输入信号的幅值逐渐增大,在示波器上观察输出波形时,首先会出现饱和失真(因为,静态工作点偏高,接近饱和区)。(3)若将电阻调整合适的话,在输出端用电压表测出的最大不失真电压的有效值是应该是(大约):7.62.335U===.237(V)221kΩ+UCC=15V10kΩRc即静态工作点正好设置在Uce的中点,它输出Rb2C2波形的最大幅值大约如上。+C1UB7-11题图7-7是一个共发射极放大电路,1kΩ(1)画出它的直流通路并求IEQ,然后求rbe,设+RLuo4.7kΩ’UBE=0.7V,β=100,rbb=300Ω。uiRb11kΩ(2)计算Au,ri,ro的值。–ReCe–解:(1)先画出直流通道,然后根据直流通道求出IEQ,并根据IEQ求出rbe。图7-7题7-11电路图’已知UBE=0.7V,β=100,rbb=300Ω这是一个静态工作点稳定电路。1kΩ+15V3Ucc15×7.4×1010kΩRcUB≈Rb1=33=8.4(V)Rb2Rb1+Rb210×10+7.4×10UBUB−7.08.4−7.0IE===(1.4mA)3Re1×104.7kΩRb11kΩRe2626rbe=rbb′+1(+β)=300+101×≈940(Ω)I1.4直流通道E(2)计算Au,ri,ro的值。先画出微变等效电路,然后根据电路计算。••1000++−100×Uo−βIbRL′2IbrbeβIbAu=•=•==−53940UiIbrbeUiRb2Rb1RcR1Uo––习题7-11的微变等效电路 《电路与电子技术基础》第七章参考答案第7页1ri=Rb1//Rb2//rbe=≈726(Ω)111++100004700940输出电阻将输入信号短路,负载RL处外加电压源U可知:Ib=0,所以:ro=Rc=1(kΩ)7-12共集电极放大电路有哪些特点?共基极放大电路有何特点?试将三种组态放大电路的性能进行比较,说明各电路的适合场合。答:共集电极放大电路的电压放大倍数近似为1,且输入与输出电压同相,即输出电压近似为输入电压,故,共集电极电路又称为射极跟随器,但对电流具有放大作用,更重要的是它使得输入电阻增大,输出电阻减小,这一特点对改善放大电路的输入、输出特性很重要,因此,功集电极放大电路常用作为多级放大电路的中间级、输入级或输出级。共集电极放大电路的特点与性能与在上面描述,共发射极与共基极放大电路对电压都具有放大作用,且在电路参数一致的情况下,放大倍数也相等,但共发射极电路输入与输出反相,而共基极放大电路的输入与输出则同相,另一个不同点是:共基极放大电路的输入电阻比共发射极的小,输出电阻反而大。所以,共发射极电路使用广泛,而共基极放大电路适合输入信号是恒流源或作为恒流源输出时的场合。7-13用示波器分别测得某NPN型管的共射极基本放大电路的三种不正常输出电压波形如图7-5所示。试分析各属于何种失真?如何调整电路参数来消除失真?uououo0t0t0t(a)(b)(c)题图7-5习题7-13的电压波形答:图(a)的输出波形说明输出电压的正半周导致失真,其原因是静态工作点偏低所导致,所引起的失真是截止失真,解决办法是将静态工作iC点上移,即将基极的直流电流调大即可。交流负载线图(b)与图(a)恰好相反,是由于静态工作点偏高引起的饱和失真,故解决办法是减小基极的静态电流,使静态工作点下移。图(c)中输出电压的正、负半周都出现失真,说明输入信号过大导致输出幅度过大而引起得失真,若无法减小输入信号得情况下,只能调整放大电路的放大倍数,0uCE0减小放大倍数可以是更换放大倍数较小的三极管或调整uo负载电阻(如Rc)等手段t 《电路与电子技术基础》第八章参考答案第1页习题八8-1什么是反馈?如何判断反馈的极性?答:电路加入反馈以后,反馈信号削弱原来输入信号,使放大倍数下降的反馈称为负反馈。判断负反馈多采用瞬时极性法,即将反馈网络与放大电路断开,然后假定输入有一个增量变化,再看反馈信号的变化是导致净输入增加还是减小,若使得净输入减小就是负反馈,否则是正反馈。8-2如何判断电压反馈和电流反馈?如何判断串联反馈和并联反馈?答:判断电压反馈还是电流反馈是从输出端去看,若反馈与输出位于三极管的同一个极是电压反馈,否则是电流反馈。判断串联、并联反馈是从输入端来看,若反馈信号是以电压形式串联在输入回路中,并且与输入信号叠加在一起决定净输入,则是串联反馈;并联反馈则是并接在输入回路中,且是以电流的形式与输入信号进行叠加以决定净输入的大小。8-3为了使反馈效果好,对信号源内阻Rs和负载电阻RL有何要求?答:为了使反馈得效果更好对信号源的内阻Rs的要求是越小越好,而对RL的要求则是越大越好。8-4对下面的要求,如何引入反馈(1)要求稳定静态工作点;(2)要求输出电流基本不变,且输入电阻提高;(3)要求电路的输入端向信号源索取的电流较小;(4)要求降低输出电阻;(5)要求增大输入电阻。答:(1)要稳定静态工作点,必须引入直流负反馈;(2)要求输出电流基本不变,且输入电阻提高,应该引入电流串联负反馈;(3)要求电路的输入端向信号源索取的电流较小就应该使输入电阻增大,增大输入电阻的方法是引入串联负反馈;(4)要求降低输出电阻应该引入的反馈是电压负反馈;(5)要求增大输入电阻可以通过引入串联负反馈来实现。8-5电路如题图8-1所示。判断电路引入了什么性质的反馈(包括局部反馈和级间反馈:正、负、电流、电压、串联、并联、直流、交流)。答:对于图(a),R3将输出电流采样,以电压的形式反馈到输入回路中,且不仅对直流进行反馈也对交流进行反馈,并根据瞬时极性法可以知道是负反馈,故该电路是一直流/交流、电流、串联负反馈。对于图(b),R3是将输出电压反馈到输入回路中,并可判断是负反馈,由此可知,该电路是一直流/交流、电压、串联负反馈。对于图(c),R3是反馈电阻,它采样的是输出电压,以并联的方式接入输入回路中,并且也是对直流/交流都起到反馈作用,所以该电路是直流/交流、电压、并联负反馈。对于图(d),根据瞬时极性法知,当ui有一个增加时,uo减少,由于Ib=Ii-If,uo的减小将会导致If的增大,反馈使得净输入Ib减小,所以是负反馈;又因为输出端与反馈端都连接在第二级发射极,所以是电压反馈,将反馈信号并联在电路的输入端。由此可知该反馈网络是一个直流/交流、电压、并联负反馈。特别说明一点是,R3是级间反馈,而R5是本级内的反馈,它在级内产生一个直流/交流、电压、串联负反馈。 《电路与电子技术基础》第八章参考答案第2页+UCC+UCCR2R2R1+R1++RLUo+UiR3UiR3RLUo----(a)(b)+UCC+UCCR3R2R2R4R1++R1RLUo++UiR3R5RLUoUi----(c)(d)题图8-1习题8-5电路图58-6有一反馈电路开环放大倍数A=10,反馈网络的反馈系数为F=0.1,反馈组态为电压并联负反馈,试计算:(1)引入反馈后,输入电阻和输出电阻如何变化?变化了多少?dAdAf(2)闭环放大倍数稳定性提高了多少倍?若为25%,问为多少?AAf解:(1)由于并联负反馈会使输入电阻减小,其反馈后的电阻值rif与无反馈时的电阻ri关系是:ri1−4rif==ri5≈ri101+FA1+10×1.0故输入电阻减小,且是无反馈时电阻值的万分之一。电压反馈使输出电阻减小,其关系如下:ro1−4rof==ro5≈ro101+FA1+10×1.0故输出电阻减小,且是无反馈时电阻值的万分之一。(2)闭环时的放大倍数为Ar1−44Arf==Ar5≈Ar10,放大倍数的稳定性提高了10倍。1+FA1+10×1.0dAf1dAdA因为=,所以若为25%Af1+AFAAdAf1则=×.025≈.00025%A5f1+10×1.0 《电路与电子技术基础》第八章参考答案第3页8-7为什么在串联反馈中希望信号源内阻越小越好,而在并联反馈中希望信号源内阻越大越好?答:由于在串联负反馈中,净输入信号是电压,且使得输入电阻增大,因此信号源的内阻越小,在输入端的有效输入(在放大电路的分压)就越大,而在并联负反馈中,净输入信号是电流,并且并联负反馈使得输入电阻减小,所以信号源的内阻越大,在信号源内电阻的分流越小,有效输入信号越大。8-8在深度负反馈条件下,闭环增益Af=1/F,Af的大小只取决于反馈网络的参数,而与晶体管的参数无关,因此,凡深度负反馈电路都可以随便选择晶体管,你认为这种说法对吗?为什么?AA1答:这种说法不对。因为Af=,只有在AF>>1时才有Af≈=,一般F1+AFAFF的值比较小(F≤1),所以要满足AF>>1,必须使开路放大倍数A很大,而开环放大倍数取决于三极管的放大倍数,所以深度负反馈电路的闭环放大倍数表面上看与A无关,但实质是以开环放大倍数很大的情况下得到的结论,因此不能说随便可以选择晶体管,而且必须保证有足够大的开环放大倍数才能使深度负反馈的公式得以成立。 《电路与电子技术基础》第九章参考答案第1页习题九9-1集成运放电路与分立元件放大电路相比有哪些突出优点?答:集成运放与分立元件放大电路相比有很多优点,其突出优点是:(1)在集成电路中,制造有源器件(晶体三极管、场效应管等)比制造大电阻占用的面积小,且工艺上也不会增加麻烦,因此,集成电路中大量使用有源器件组成的有源负载,以获得大电阻,提高放大电路的放大倍数;将其组成电流源,以获得稳定的偏置电流。所以一般集成运放的放大倍数与分立元件的放大倍数相比大得多。(2)由于集成电路中所有元件同处于一块硅片上,相互距离非常近,且在同一工艺条件下制造,因此,尽管各元件参数的绝对精度差,但它们的相对精度好,故对称性能好,特别适宜制作对称性要求高的电路,如差动电路、镜像电流源等。(3)集成运算放大电路中,采用复合管的接法以改进单管性能。9-2什么是零点漂移?产生零点漂移的主要原因是什么?差动放大电路为什么能抑制零点漂移?答:由于集成运放的级间采用直接耦合方式,各级的静态工作点相互影响,前一级的静态工作点的变化将会影响到后面各级的静态工作点,由于各级的放大作用,第一级的微弱信号变化,经多级放大后在输出端也会产生很大变化。当输入电压为零时,输出电压偏离零值的变化称为“零点漂移”。产生“零点漂移”的原因主要是因为晶体三极管的参数受温度的影响。差动电路是采用两个参数完全对称的电路,两个管子的温度特性也完全对称,所以当输入电压为零时,两个管子集电极电位是相等的,差动电路能够抑制“零点漂移”。9-3在A、B两个直接耦合放大电路中,A放大电路的电压放大倍数为100,当温度由20℃变到30℃时,输出电压漂移了2V;B放大电路的电压放大倍数为1000,当温度从20℃变到30℃时,输出电压漂移10V。试问哪一个放大电路的零漂小?为什么?答:要判断哪个电路零漂大,一般是将它折合到输入端,由于两个电路温度都是由20℃变到30℃,所以A电路2V/100=20mV,B电路为10V/1000=10mV,所以B电路零漂小。9-4何谓差模信号?何谓共模信号?若在差动放大电路的一个输入端上加上信号Ui1=4mV,而在另一个输入端加入信号Ui2,当Ui2分别为(1)Ui2=4mV;(2)Ui2=-4mV;(3)Ui2=-6mV;(4)Ui2=6mV;时,分别求出上述四种情况的差模信号Uid和共模信号Uic的数值。答:所谓差模信号是指在差动放大电路两个输入端分别加入幅度相等而极性相反的信号。共模信号则是在差动放大电路的输入端接入幅度相等、极性相同的信号。Ui1+Ui2Uid=Ui1-Ui2Uic=2(1)Uid=4-4=0Uic=(4+4)/2=4mV(2)Uid=4-(-4)=8mVUic=(4+(-4)/2=0(3)Uid=4-(-6)=10mVUic=(4+(-6)/2=-1mV(4)Uid=4-6=-2mVUic=(4+6)/2=5mV9-5长尾式差动放大电路中Re的作用是什么?它对共模输入信号和差模输入信号有何影响。答:对共模电路的影响。对于双端输出电路而言,由于电路对称,其共模输出电压为零。但当单端输出时,由于Re引入了很强的负反馈,将对零漂起到抑制作用。所以Re接入 《电路与电子技术基础》第九章参考答案第2页使得共模放大倍数下降很多,但对零漂有很强的抑制作用。对于差模电路而言。流过Re的电流大小相同、方向相反,在Re上的压降为零,相当与“虚地”,所以对差模信号不产生任何影响所以,Re引入的引入是抑制零漂。9-6恒流源式差动放大电路为什么能提高对共模信号的抑制能力?答:由于引入Re对共模信号有抑制能力,Re越大,抑制能力越强,用恒流源代替Re,由于恒流源后,它的直流电阻很小,而交流电阻很大,既无需提高UEE的值,有能保证交流电阻很大,对共模信号有较强的抑制能力。9-7差动放大电路如题图9-1所示,晶体管的参数β1=β2=50,r’bb1=r’bb2=300Ω,其他电路参数如图中所示。试求:(1)静态工作点;+UCC(+12V)20kRCRC20k(2)差模电压放大倍数和共模电压RL20k放大倍数;(3)共模抑制比;Rs2kRs2kRw200Ω(4)差模输入电阻和输出电阻。ui1ui2解:(1)静态工作点Re24k静态时,输入短路,流过Re的电流为IE1和IE2之和,且电路对称,故IE1=IE2=IE,-UEE(-12V)因为:UEE-UBE=IBRs+IE(Rw/2)+2IERe题图9-1习题9-7电路IE又IB=1+βUEE−UBE12−7.0所以IE==≈.023mARwRs2×24000+50+402Re++21+β(2)差模电压放大倍数和共模电压放大倍数由于对于差模电压放大倍数Re不产生任何影响,故双端输出的差模放大倍数为:R’L=Rc//(RL/2)=20/3k203"50××10βRL3Aud=−=−≈−145Rs+rbe2000+300双端输出的共模电压放大倍数,由于电路对称,故输出电压为0,所以,放大倍数为零。单端输出的共模电压放大倍数为:203"50××10βRL3Auc=−=−≈−.014Rw2000+300+51×100+51×48000Rs+rbe+1(+β)+1(+β2)Re2(3)共模抑制比Aud145CMRR==≈10000Auc.014(4)差模输入电阻和输出电阻 《电路与电子技术基础》第九章参考答案第3页Rwrid=2Rs+rbe+1(+β)=2×[]2000+300+51×100=148.k2rod=2Rc=2×20=40k9-8集成运放的理想条件是什么?工作在线性区的理想运放有哪两个重要特点?工作在非线性区时又有什么不同?答:集成运放的理想条件有很多,但重要的有以下几点:(1)开环差模电压放大倍数Aod→∞(2)差模输入电阻rid→∞(3)输出电阻ro→0(4)共模抑制比CMRR→∞(5)失调电压、失调电流及它们的温漂均为零工作在线性区的理想运放的两个重要特点是:(1)因为Aod→∞,所以u+−u−=uo/Aod→0,将这种现象称为输入端“虚短路”。(2)因为输入电阻rid→∞,所以i=0。将这种现象称为输入端“虚断路”工作在非线性区时也有两个重要特点:(1)输出电压只有两种可能取值u+>u-时,uo=Uo+u+60C)时,探测器输出信号为高电平(=1),否则输出信号为低电平(=0);一旦总控制器检测到两个或两个以上的探测器都输出高电平时,意味着设备运行温度过高,因此总控制设备输出高电平信号,以便启动制冷设备降温。其真值表见表三,逻辑表达式为:Y=ABC+ABC+ABC+ABC10-9在题图10-1所示的开关电路中,写出描述电路接通与各开关之间的关系的逻辑表达式。BBAACCDEDE(a)(b)题图10-1习题10-9图解:设F为开关电路的输出,当F=1时表示开关接通,否则是没有接通,则对于图(a)F=A(B+C)+DE=AB+AC+DE对于图(b)F=A(B+C+DE)=AB+AC+ADE10-10根据下列文字叙述建立真值表。(1)F(A,B,C)为三变量的逻辑函数,当变量组合值中出现偶数个“1”时,F=1,否则F=0。 《电路与电子技术基础》第十章参考答案第3页(2)在一个三输入电路中,当三个输入端的信号完全一致时,输出为“1”,在其他输入情况下,输出为“0”。表一表二ABCFABCF0001000100100010010001000111011010001000101110101101110011101111解:依题意,(1)、(2)的真值表分别如下表一和表二:10-11证明下列等式①AB+AC+BC=AB+C②BC+D+D(B+C)(AD+B)=B+D③ABC+ABC=AB+BC+CA④AB+BC+CA=AB+BC+CA⑤MCD+MCD=(M⊕C)(M⊕D)证:此类证明题,一般是从项数较多的一边逐步化简多项数较少的一边分配律}①等式左边=AB+(A+B)C=AB+ABC=(AB+AB)(AB+C)=AB+C=等式右边或:等式左边=AB+AC+BC+BC=AB+(=A+B+B)C=AB+C等式右边②左边=BC+D+BC+D(AD+B)=BC+D+AD+B=B(C+)1+D(A+)1=B+D③等式右边=(A+B)(B+C)(C+A)=ABC+ABC④等式左边=AB(C+C)+BC(A+A)+CA(B+B)=ABC+ABC+ABC+ABC+ABC+ABC=AB(C+C)+BC(A+A)+CA(B+B)=AB+BC+CA=等式右边⑤等式右边=(MC+CM)(MD+DM)=MCD+MCD=等式左边10-12用代数法化简下列各式①F=ABC(B+C)②F=A+ABC+ABC+CB+CB③F=(A+B)+(A+B)+(AB)(AB)④F=AB+ABC+A(B+AB)解:①F=(A+B+C)(B+C)=AB+AC+BC+BC=AB+AC+C=AB+C 《电路与电子技术基础》第十章参考答案第4页②F=A+(ABC+ABC)+C(B+B)=A+1+C=1③F=AB+AB+(A+B)(A+B)=AB+AB+AB+AB=A(B+B)+A(B+B)=1=0F=(A+B)(A+B+C)+A(B+B)=A+AB+AC+AB+BC+A④=A+A+A(B+B)+(A+B)C=1+A+(A+B)C=1=010-13用卡诺图法化简下列各式①F=ABC+ABC+ABC+ABC②F=A(AC+BD)+B(C+DE)+BC③F=(A+B+C)(B+BC+C)(D+DE+E)④F=(A⊕B)C+ABC+ABC⑤F(a,b,c,d)=∑m,9,8,6,5,4(10,13,14,15)解:其卡诺图如下,化简后的函数为:①F=AC+AB②F=B③F=ABC④F=AC+BC⑤F=ABC+ABD+ABC+BCD+ACDBCCDE00011110000001011010110111101100AAB0110011101111111111111111111①10BC②00011110A01CDE000001011010110111101100AB11100④01110000CD00011110AB1000③011111111110111⑤ 《电路与电子技术基础》第十一章参考答案第1页习题十一11-1二极管为什么能起开关作用?二极管的瞬态开关特性各用哪些参数描述?答:因为二极管具有单向导电性,当二极管加正向电压时,二极管导通,反之二极管截止,二极管的这一特性可以起到开关作用;常用来描述二极管的瞬态开关特性的参数有:存储时间ts(s—store)、下降时间tf(f—fall)以及上升时间tr(r—rise)。一般将存储时间和下降时间所用时间之和称为反向恢复时间trr(rr—reverserestore),由于上升时间比反向恢复时间短的多,一般在考虑二极管瞬态开关特性时,重点关心反向恢复时间对开关特性的影响。11-2二极管门电路如题图11-1所示。已知二极管D1、+UCC(10V)D2导通压降为0.7V,试回答下列问题:(1)A接10V,B接0.3V。输出UO为多少伏?5kΩ(2)A、B都接10V。输出UO为多少伏?D1A(3)A接0.3V,B悬空。测UO为多少伏?D2UO答:设二极管管压降UD=0.7VB(1)A接10V,B接0.3V。二极管D2导通,输出UO为题图11-1习题11-2电路图UB+UD=0.3+0.7=1V(2)A、B都接10V。两个二极管均截止,输出UO为10V(3)A接0.3V,B悬空。D1导通,D2截止,输出UO为1V11-3晶体三极管工作在饱和区、放大区、截止区各有什么特点?答:晶体三极管工作在饱和区、放大区、截止区的特点分别是:IB>>βIC、IB=βIC、IB≠0,IC≈0。对于数字电路,由于在大信号的作用下,要求晶体三极管是工作在截止和饱和区,而对于模拟放大电路,三极管则工作在放大区,若工作在饱和区和截止区将会产生放大波形的失真。11-4高速TTL“与非”门电路如何改进的?简述浅饱和电路工作原理。答:为了提高TTL“与非”门的速度,有很多方法,最常用的方法是浅饱和的TTL电路和在电路中加入肖特基二极管的肖特基TTL电路。浅饱和电路的工作原理是:由于TTL“与非”门电路的输出管T5一般设计工作在深饱和状态,则在输出由低电平转换为高电平时,T5从深饱和状态转换到截止状态所需的存储时间就很长,限制了TTL电路的工作速度,所以浅饱和电路的目的就是在“与非”门由截止转为饱和时,有比较大的电流,使T5迅速由截止转为饱和,一旦达到饱和以后,T6组成的电路就会有一个分流,降低T5的饱和程度,当需要T5由饱和转为截止时,由于T5的饱和程度较浅,就很容易从饱和转为截止,从而提高了TTL电路的速度。11-5TTL“与非”门如有多余输入端能不能将它接地?为什么?TTL“或非”门如有多余端能不能将它接UCC或悬空?为什么?答:对于TTL“与非”门电路,一旦将多余端接地,多发射极的三极管就会处于饱和导通状态,从而使得输出始终是高电平,至于其他输入端的状态不会对输出产生任何影响,从而破坏了“与非”门的逻辑功能。对于“与非”门的多余输入端一般是接高电平或者将多余输入端一同接一个输入信号;同理,TTL“或非”门的多余端不能接电源或悬空(由于对于悬空的二极管一般不会导通,也类似接了一个高电平,习题11-2就是说明次问题),否则 《电路与电子技术基础》第十一章参考答案第2页将破坏“或非”门的逻辑功能。对于“或非”门的多余输入端一般接地或者将多余输入端同接一个输入信号。11-6TTL门电路的传输特性曲线上可反映出它哪些主要参数?TTL门电路的特性曲线反映的是随输入电平的改变输出电平的变化关系规律,我们可以从传输特性曲线上很容易的确定输入电平在什么范围内,输出确保为高电平,又在什么范围内输出确保为低电平,从而可以确定门电路的两个重要参数关门电平(确保输出高电平时的输入电平)Uoff和开门电平(确保输出低电平时的输入电平)Uon。以及输入低电平时的允许范围—低电平噪声容限UNL和输入高电平时的噪声容限UNH。11-7OC门、三态门有什么主要特点?它们各自有什么重要应用?答:OC门是集电极开路的TTL门。它主要是为了避免用普通的门电路实现“线与”功能时,若一个门输出高电平,另一个门输出为低电平,则将会在门电路的输出端的三极管中产生一个很大的电流,从而导致门电路损坏的情况;三态门则是有三种输出状态,除普通门电路所有的高电平输出和低电平输出的情况外,还有一种高阻状态,目的是在门电路不工作时,将门电路置于高阻状态,以免门电路对逻辑电路中其它门电路的影响。特别是在与计算机总线相连的门电路,在该门电路不与计算机交换信息时,尽量与总线断开,以免造成总线负载过重,从而导致逻辑错误。11-8题图11-2所示为一个三态逻辑TTL电路,这个电路除了输出高电平、低电平信号外,还有第三个状态—禁止态(高阻抗)。试分析说明该电路具有什么逻辑功能。UCCR1R2R4R6D2R7R10T8T4D1T9ET1T2T6T7YT5R3R5ABT10T3R8R9题图11-2习题11-8电路图答:在该电路中有一个使能端E,当E=1时,T1截止ÆT2、T5饱和导通,多发射极三极管的一个输入端为低电平ÆT6饱和导通、二极管D2导通ÆT7、T8的基极都为低电平而截止,输出端Y是高阻状态;当使能端E=0时ÆT1饱和导通ÆT2截止ÆT4、T5截止Æ多发射极三极管的一端悬空,另两个输入端决定了门电路的输出(二输入的与非门)。 《电路与电子技术基础》第十二章参考答案第1页习题十二12-1写出题图12-1所示逻辑电路输出F的逻辑表达式,并说明其逻辑功能。F&&&&&A01A11D3D2D1D0题图12-1习题12-1电路图解:由电路可直接写出输出的表达式为:F=A1A0D0•A1A0D1•A1A0D2•A1A0D3=A1A0D0+A1A0D1+A1A0D2+A1A0D3由逻辑表达式可以看出:当A1A0=00F=D0A1A0=01F=D1A1A0=10F=D2A1A0=11F=D3这个电路的逻辑功能是,给定地址A1A0以后,将该地址对应的数据传输到输出端F。12-2组合逻辑电路如题图12-2所示。(1)写出函数F的表达式;(2)将函数F化为最简“与或”式,并用“与非”门实现电路;(3)若改用“或非”门实现,试写出相应的表达式。解:(1)逻辑表达式为:F=ABCD+BDAC(2)化简逻辑式F=ABCD•(BD+AC)=(A+B+C+D)(BD+AC)=ABD+AC+ABC+BCD+AC+BD+ACD=BD(A+C+)1+AC1(+B+D)=BD+AC这是最简“与或”表达式,用“与非”门实现电路见题解图12-2-1,其表达式为:F=BD•AC(3)若用“或非”门实现电路见题解图12-2-2,其表达式为:F=B+D+A+C=B+D+A+C由图可见,对于同一逻辑函数采用不同的门电路实现,所使用的门电路的个数不同,组合电路的速度也有差异,因此,在设计组合逻辑电路时,应根据具体不同情况,选用不同的门电路可使电路的复杂程度不同。 《电路与电子技术基础》第十二章参考答案第2页FF≥1&≥1&&≥1≥1BDACBDAC题解图12-2-1题解图12-2-2FF&≥1&&&&&&&&111ABCDBDACABC题图12-2习题12-2电路图题图12-3习题12-3电路图12-3组合逻辑电路如题图12-3所示。分析电路功能,写出函数F的逻辑表达式。将分析的结果,列成真值表的形式。ABCF解:对于图12-3电路可以写出逻辑函数表达式为:00010010F=AC•ABC•BC01010110=AC+ABC+BC1001=ABC+ABC10101100=(AB)⊙C1111真值表如右图所示,由真值表可以看出,该电路是实现AB与C的“同或”,及当AB与C的值相同时,电路输出为“1”,否则输出为“0”。12-4在有原变量输入、又有反变量输入的条件下,用“与非”门设计实现下列逻辑函数的组合逻辑电路:(1)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,6,7,10,12,13,14,15)(2)F(A,B,C,D)=∑m(0,1,3,4,6,7,10,12,13,14,15)(3)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,3,4,5,6,7,12,14,15)F1(A,B,C,D)=∑m,7,6,5,4,2(10,13,14,15)(4)F2(A,B,C,D)=∑m,9,8,5,2(10,11,12,13,14,15)解:将以上的逻辑函数填入卡诺图,用卡诺图法将将逻辑函数化简为最简的“与或”表达式,再根据最简的“与或”表达式用“与非”门实现该逻辑函数。 《电路与电子技术基础》第十二章参考答案第3页ABABCDCD0001111000011110001100111011011111111111110111110111(1)(2)F=CD+AB+BC+ABDF=AB+BC+ACD+ABD+ACDFF&&&&&&&&&&&CDABBCABCABBCACDABDACD(1)(2)FABCD00011110&0011101111111&&&&&10111(3)F=AB+AC+BC+AD+BDABACBCADBD(3)由于(4)是双输出函数,为了使得两个输出函数尽可能共享部分项,F1我们不用最简式,而是尽可能和F2相同的项化简,故将(4)-1的卡诺图重新化简,如图(4)-1附所示:ABABCD00011110CD0001111000100110111011111111111110111110111(4)-1(4)-2F1=CD+AB+BD+BCF2=A+BCD+BCD经过重新对卡诺图化简,这样实现的电路如图(4)所示,该电路要比不经过重新化简的电路而言来说,要简单的多。对于多输出电路的化简,一定要考虑如何共享门电路,使门电路的个数最少是组合逻辑电路设计中的一个关键问题,化简时要特别注意。 《电路与电子技术基础》第十二章参考答案第4页F1F2ABCD&&0001111000101111111&&&&101111(4)-1附ABCDBCDBCDAF1=AB+CD+BCD+BCD(4)12-5在有原变量输入、又有反变量输入的条件下,用“或非”门设计实现下列逻辑函数的组合逻辑电路:(1)F(A,B,C)=∑m(0,1,2,4,5)(2)F(A,B,C,D)=∑m(0,1,2,4,6,10,14,15)解:真值表和化简函数如下图所示。ABABCCD000111100001111000000010001000(1)11000F=AB+BC=(A+B)(B+C)10(2)=()A+B+()B+CF=(A+C)(B+C+D)(A+B+D)=()A+C+()B+C+D+()A+B+D根据以上化简的函数用“或非”门实现,其电路如下:FF≥1≥1≥1≥1≥1≥1≥1ABBCACBCDABD(1)(2)12-6在只有原变量输入、没有反变量输入的条件下,用“与非”门设计实现下列逻辑函数的组合逻辑电路:(1)F=AB+ACD+AC+BC(2)F(A,B,C,D)=∑m(1,5,6,7,12,13,14)解:根据题意要求,输入变量只有原变量而没有反变量,且用“与非”门来实现。故对原逻辑函数化简。(1)将逻辑函数填入卡诺图,对卡诺图进行化简(2)将逻辑函数的最小项填入卡诺图,并对卡诺图进行化简 《电路与电子技术基础》第十二章参考答案第5页ABABCD00011110CD0001111000111001011110111111111111101111011(1)(2)F=AB+AC+BCF=ACD+ABC+ABC+BCDFF&&&&&&&&&111111ABCABCD(1)(2)12-7试设计一个8421BCD码校验电路。要求当输入量DCBA≤2,或≥7时,电路输出F为高电平,否则为低功能真值表DCBAF电平。用“与非”门设计F00001实现该电路,写出F表达00011&式。0010100110解:根据题意可得真01000值表如图所示。根据真值&&&0101001100表的值,将其填入卡诺图,01111然后对卡诺图进行化简,1000110011得出逻辑函数,最后根据11111010逻辑函数画出逻辑电路1011无1100图。填卡诺图时注意,由关ABCD1101项于该电路存在无关项,把11101111无关项也填进去,有利于函数的化简,可以使电路大大简化。BAF=D+BC+ACD+ABCDC000111100011101111xxxx1011xx 《电路与电子技术基础》第十二章参考答案第6页12-8试用一个两位二进制数比较电路,实现两个两位二进制数A1A0,B1B0的比较逻辑功能。当A>B时,F1=1;A=B时,F2=1;A