数字电子答案第2章.doc 6页

'第2章集成逻辑门电路2.1双2.2低简单大规模2.3LS兼容2.4b2.5c2.6b2.7（×）2.8（×）2.9（√）2.10电路的输入A、B波形已给出，画出输出波形．图题2.102.11欲将与非门、或非门、异或门作反相器使用，其输入端应作如下连接①与非门：将各入端合并为一个端子．或者将多余入端全部接高电平，只留一个入端接输入变量．·15· ②或非门：留一个入端接输入变量，其余入端全部接地（低电平）．③异或门：将一个入端接高电平，另一个入端接输入变量（因为）．2.12下列各门电路的输出状态为：（1）假设Z1、Z8为74LS系列，其余为74HC系列①Z1为TTL中的74LS与非门、现入端VCC=UIH=悬空=1入端全1.所以其出端为低电平．②Z2为CMOS或非门，入端接电阻对电平无影响，现两入端一为UIL，另一端接地，全0出1．所以出端为高电平．③Z3为CMOS与非门，现入端有一个接地，所以出端为高电平．④Z4为CMOS或非门，入端一为UIL，另一端接地，所以出端为高电平．⑤Z5为CMOS与非门，入端有UIL，有0出1．所以输出为高电平．⑥Z6为CMOS与非门，入端有一个通过10kW电阻接地，相当于“0”．有0出1．所以出端为高电平．⑦Z7为CMOS同或门，入端相反（一个VCC，一个UIL）所以出端为低电平．⑧Z8为TTL与或非门，其中有一个与项入端全1（均为悬空），所以其出端为低电平．⑨Z9为CMOS三态与非门，使能端要求低电平，现在为高电平（VCC）所以其输出端为高阻．（2）若Z1～Z9全部为74H系列．（即TTL高速系列）则入端经小电阻（<0.85kW）接地相当于0，入端经大电阻（>2.5kW）接地相当于1，这是因为外接入端电阻上流过电流会产生电压．大电阻将产生近1.4V的电压，小电阻产生的电压，由此得：Z1=0Z4=0Z7=0Z2=0Z5=1Z8=0Z3=1Z6=0Z9为高阻2.13（上述构成电路的均为CMOS门）2.14上题（2.13）各电路改为TTL门时Za、Zc、Zd将保持原关系不变，但Zb将输出为常态0，原来的逻辑关系将不成立．这是因为C+D+E出端接了大电阻R=100kW，使．2.15a)对于该电路（图题2.15（a））①当UI=0时，三极管截止②当UI=+5V时，若不考虑发射结存在考虑有BJT发射结存在则·15· （实际基极电流）（临界饱和基极电流）所以三极管处于饱和状态，U00V③当UI悬空时，由–10V偏置电源经20kW电阻到基极．使三极管截止．U0VCC=10Vb)对于图题2.15（b）而言①当UI=0时，UB<0三极管发射反偏，截止，U0=5V②当UI=5V时，不考虑三极管发射结存在．，发射结将正偏实际UB=UBE=0.7V而所以三极管处于饱和状态．UO02.16CMOS4000系列门电路Y1=1（因为有一入端经10kW电阻接地，绝缘栅入端（与非门）接电阻．其电阻上无电流，无压降．所以经电阻接地就是输入逻辑0．）Y2=0（有一入端为VDD．相当入端为逻辑1）（或非门）Y3=0（上方与门入端全1）（与或非门）2.17（万用表量程为5V．内阻为20kW/V）由TTL电路和CMOS电路输入级（输入端）结构可知：uI1uI2（CMOS）uI2(TTL)①悬空01.4V②0.2V00.2V③3.2V01.4V④000（经51W接地）⑤00（对TTLuI1=1.4V）1.4V·15· （经10kW接地）图题2.172.1874LS系列OC门线与上拉电阻的计算应按式（2.3.1）式（2.3.2）进行，并按式（2.3.3）确定．即5kW>RL>0.68kW（所选标称电阻应满足该式）图题2.182.19由图题2.19可知当GM输出高电平时（UOH=3.2V）IOH=nIIH，即0.4mA=n×0.04mA所以可带同类门负载为当GM输出低电平时（UOL=0.4V）IOL=mIIL即16=m×(1.6)·15· 所以可带同类门负载为个．综合，扇出系数N0应在n、m中选小的，现在n=m．所以N0=10（个）2.20此题解法与2.19相同这里m、n对或非门而言为输入端个数，而现在负载门为二输入端或非门，所以5（个）．2.21①当三极管输出电压为低电平（Uces=0.3V）时流入三极管的电流为所以（注）OC门此时输出为高平（上半部分为上拉电阻Rb，下半部分为截止的三极管所以=IB=0.09mA．由于其负载为三极管发射结．所以输出电压波箝位于0.7V．=VCC–UBE=5–0.7=4.3V．当三极管输出高电平时、OC门输出低电平．OC门输出级三极管导通，其输出电压UOL=0.3V使驱动级的三极管T截止，则流过Rb的电流为IOL=16mA所以Rb的取值范围为300W～47.8kW．注：TTL与非门每门一个多射极晶体管T1，多个入端产生一个IIL，而或非门有两个入端就有两个T1，产生两个IIL，所以本题为5IIL．②若将OC门改为普通TTL（推拉输出级的门电路）则当门G1输出高电平时，其上半部分导通管连接T的发射结到地．会引起很大的电流（几乎相当于将+5V电源短接了）这是不安全的，也是不允许的．解决的办法是在三极管射极串入电阻Re或在基极串入电阻Rb．2.22由图题2.22分析可知，①OC输出低电平时VOL=0.1V此时三极管T截止，而所以②当OC门输出高电平时．IOH=100三极管T饱和，·15· OC门综上R1的取值范围应满足1.15kW