习题2-1在题图2-1所示二极管门电路中.doc

习题二
【习题2-1】在题图2-1所示二极管门电路中，设二极管导通压降VD=+0.7V，内阻rD<10W。设输入信号的VIH = +5V，VIL = 0V，则它的输出信号VOH 和VOL各等于几伏？
vO
v2
v1
D1
D2
·
+VCC=+5V
RL=1kW

题图2-1
【习题2-2】 题图2-2所示电路中，D1、D2为硅二极管，导通压降为0.7V。
（１） B端接地，A接5V时，VO等于多少伏？
（２） B端接10V，A接5V时，VO等于多少伏？
（３） B端悬空，A接5V，测B和VO端电压，各应等于多少伏？
（４） A接10k电阻，B悬空，测B和VO端电压，各应为多少伏？
A
D1
D2
·
VCC=+10V
RL=10kW
VO
B

图2-2

A
B
5V
5V
0V
0V
【习题2-3】上题电路中，若在A、B端加如题图2-3所示波形，试画出VO端对应的波形，并标明相应的电平值。

题图2-3

L0
L1
L2
L3
A
A
B
B
+VCC
2k×4
【习题2-4】试分析题图2-4所示电路，写出各输出函数L0，L1，L2，L3的逻辑表达式。

题图2-4 二极管逻辑电路

【习题2-5】三极管T接成的典型反相器电路如图2-13所示。试从PN结的偏置、三极管各电极电压、电流的大小（或关系）来描述三极管T放大、截止和饱和的三种状态，结果填入表中。

放大区
截止区
饱和区
结偏置

电流

电压

【习题2-6】判断如题图2-6(a) 、(b) 、(c)所示电路的工作状态。其中(1) RC=1k，RB=50k，β=100；（2）RC=1k，RB=750k，β=100。
VCC(+5V)
RC
RB
+5V
T
VCC(+5V)
RC
RB
T
VCC(+5V)
RC
RB
T

(a) (b) (c)
题图2-6
【习题2-7】 判断题图2-7所示电路中MOS管的工作状态。其中 RD=10k，RG=10k。设MOS管子的开启电压VTN=︱-VTP︴=2V。
VDD
RD
Y
VDD
RD
Y
VDD
5V
RD
Y

(a) (b) (c)
题图2-7
【习题2-8】TTL3000系列芯片的部分输入级电路如题图2-8(a) 、(b)所示。
（１） 分别说明图(a) 、(b)中二极管D1、D2的作用。
（２） 电路的输入短路电流IIS各为多少？
（３） 若已知电路的VOFF=0.8V，求电路相应的关门电阻ROFF值。
（４） 令电路中A端为3.6V，B端接500Ω电阻，用电压表测得VB的值，各应为多少伏？
3k
+5V
A
B
D1
D2
（５） 若令A端接0.3V，B端仍接500Ω电阻，则测得的VB应为多少伏？
2.8k
+5V
A
B
D1
D2

(a) (b)
题图2-8
【习题2-9】试写出题图2-9所示逻辑电路的输出函数Y1及Y2, 并画出相应的图形符号。
A
B
o
o
o
·
T4
T5
T1
T2
T3
VREF
Y1
Y2
－VEE (－5.2V)

题图2-9

【习题2-10】 TTL门电路的电原理图和电压传输特性曲线如题图2-10所示。
（１） 分析在不同输入下，电路中三极管的工作状态。
（２） 求电路的输入短路电流IIS。
（３） 当VA=VB=3.6V时，求T5管的基极电流IB5。
（４） 当VA=VB=0.95V，根据电压传输特性曲线，求此时相应的输出VO应为多少？
+VCC
R1 4k R2 1.6k R4 130
T4
D3
T1
T2
T5
A
B
D1 D2 R3 1k
VO

0 0.6 VTH VI(V)
VO(V)
3.6V
2.48V
0.1V
tgα= -R2/R3

题图2-10

【习题2-11】已知TTL反相器的电压参数为VOFF=0.8V，VIH=3V，VTH=1.4V，VON=1.8V，VIL=03V，VCC=5V，试计算其高电平噪声容限VNH和低电平噪声容限VNL。

【习题2-12】欲使一个逻辑门的输出vO，能作为它的另一个门输入vI，良好地驱动它，则其高、低电平值必须满足下述那个条件。
A．VOH＞VIH和VOL＞VIL；B．VOH＜VIH 和VOL＞VIL；C．VOH＜VIH 和VOL＜VIL；D．VOH＞VIH 和VOL＜VIL．

【习题2-13】 TTL门电路如题图2-13所示，已知门电路参数IIH/IIL=25μA /-1.5mA，IOH/IOL=-500μA/12mA。
（１） 求门电路的扇出系数NO；
（２） 若电路中的扇入系数NI为4，则扇出系数NO又应为多少？

&
&
&
Gn
G1
Gp

题图2-13
【习题2-14】TTL门电路如题图2-14所示。已知门的参数VOH/VOL=3.6V/0.1V，VIHmin/VILmax=2.8V/0.4V，IIH/IIL=20uA/-10mA。为了实现图示的逻辑关系，试确定电阻R取
值范围。
&
&
Y’
R
Y
A
B

题图2-14

【习题2-15】TTL 门电路如题图2-15所示，已知门的参数VOH/VOL=3.6V/0.1V，VIHmin/VILmax=2.8V/0.4V，IIH/IIL=40uA/-10mA，IOH/IOL=-500μA/12mA。为了实现图示逻辑关系，试确定电阻R取值范围。
&
&
Y’
A
B
R
Y

题图2-15

【习题2-16】 与非门组成如题图2-16所示电路。输入为方波。
（１） 不考虑门的平均传输时间，试画出输出VO的波形。
（２） 若门的平均传输时间为tpd，且相等，试画出输出V’O和VO的波形。
1
1
1
&
V’O
VO
VI

题图2-16

【习题2-17】试对题图2-17所示两种TTL门电路，画出它们在所示A、B、C等输入信号作用下的输出波形。
A
B
C
=1
EN
Ñ

L2
A
B
≥1
L1

A
B
C

题图2-17

【习题2-18】衡量集成逻辑电路优劣的因数是用它的：
A．增益×带宽；
B．传输延迟时间×功耗；
C．扇出系数×传输延迟时间；
D．噪声容限×功耗。

【习题2-19】以下诸论述中，唯一正确的是：
A．可以用OC门构成电平变换电路；
B．ECL门电路主要用于集成度要求高的场合；
C．CM0S器件不可以和TTL器件兼容；
D．CMOS器件的电源电压使用范围特别小，对电源的准确性要求严格．

【习题2-20】集成门电路（不论是与、或、与非…等）的输入端若超过了需要，则这些多余的输入端应按哪种方式去处置才是正确的？
A．让它们开路；
B．让它们通过电阻接最高电平（例如电源电压）；
C．让它们接地，或接电源的最低电平；
D．让它们和使用中的输入端并接。
&
VCC
R
D
VI
【习题2-21】 题图2-21是两个用74系列门电路驱动发光二极管的电路，要求VI=VIH时发光二极管D导通并发光 。已知发光二极管的导通电流为10mA，试问应选用(a)、(b)中的哪一个电路？请说明理由。
&
VI
D
R

（a） （b）
题图2-21
VCC
RC
RB
A
T1
RC
RB
T2
B
Y
【习题2-22】在题图2-22示由两反相器输出端相接构成的逻辑电器中，若它们的输入A、B是相互交替地为逻辑1、0的，则晶体管T1、T2的集电极电流将是：A．0；B．VCC/RC；C．2VCC/RC；D．VCC/2RC。

题图2-22
【习题2-23】在题图2-23所示由两个反相器输出端相接构成的逻辑电路中，若输出端具有分布电容C0，晶体管的饱和内阻为rCS，则Y处输出电压上升沿的时间常数和下降沿时间常数的最小值为各为多少？
VCC
RC
RB
A
T1
RC
RB
T2
B
Y
CO

题图2-23
VCC
VCC
【习题2-24】写出题图2-24所示门电路的输出表达式Y，并画出相应的逻辑符号。
RC
RB
A
T1
T2
RB
B
RC
RB
C
T3
T4
RB
D
Y
Y1
Y2

题图2-24
【习题2-25】写出题图2-25所示逻辑门电路的输出表达式F，并画出相应的逻辑符号。
A
B
C
D
E
+VCC
·
·
F
·
·
·

题图2-25
F
+VCC

·
·
A
B
【习题2-26】试按正逻辑约定，写出图示逻辑门电路的输出表达式F，并画出相应的逻辑符号．

题图2-26

【习题2-27】对图示正逻辑TTL与非门电路，什么时候C点的电位相当于高电平，其输出可表示成。
C
A
B
F
100W
&
o

题图2-27
【习题2-28】已知TTL缓冲器7404（OC）的参数如下：
VOH=3.0V（max），VIH=2.0V；VOL=0.4V，VIL=0.8V；IOH=－250mA，IIH=40mA；IOL=40mA，IIL=－1.6mA．
若将7个这样的OC门输出相连后，再去驱动7个标准的TTL门（74系列），试决定电源电压VCC，及外接集电极电阻RC。
·
·
·
·
·
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
I1
I2
IN
G1
G2
1
1
1
1
1
EN
Ñ
Ñ
Ñ
Ñ
Ñ
总
线
【习题2-29】题图2-29所示电路为一总线系统，任何时刻它只能允许有一个门驱动总线，试计算该系统最大可能连接的驱动门数目N。设三态门输出高阻时的漏电流为40mA，正常工作时IOH=－5.2mA，IIH=40mA。

题图2-29

·
IIL
IOH
G1
G2
G5
G6
G7
G11

RC
VCC=+5Ｖ
IOL
IIH
IOH
IIH
IOH
IIL
IIH
IIL
à
à
à
o
o
o
o
o
o
o
·
·
·
·
F
【习题2-30】现有5个集电极开路的TTL门构成的线与输出系统，并带有同类门6个作负载，如题图2-30所示。已知VOH=2.4V，VOL=0.4V，IOH=250mA，IOL=16mA，IIH=40mA，IIL=－1.6mA，VCC=5V．试选择合适的电阻RC值．

题图2-30
【习题2-31】对题图2-31所示标准TTL与非门，若B端分别接电压0V、0.2V、3.6V及5V，试问A输入端上电压表的读数各为多少？将结果填入表中。
A
B
V
&
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
0V
+5V
+3.6V
+0.2V

题图2-31

【习题2-32】在图示由TTL门构成的实验电路中，当操作出现问题时，便将各连线电位测出并记在图中，试问：
1．电路中何处出现问题?
2．试给出造成该问题的两个可能的原因；
G2 7400
A
B
C
0.1V
0.2V
3.5V
1
&
G1
7404
3.4V
G3 7400
3.3V
F
&
0.1V
o
o
o
3．你准备如何解决这个问题?

题图2-32

【习题2-33】题图2-33所示两条门电路的电压传输特性，是在相同电源电压下（+5V）测得的，由此可看出实线为什么门电路；而虚线则又为什么门电路？

2
0
5
1
1
2
3
4
3
4
5
VO/V
VI/V

题图2-33
【习题2-34】与非门电路如题图2-34所示连接，问调节可变电阻R的阻值对TTL与非门、CMOS与非门的输出分别产生什么影响？
&
+5V
F
R

题图2-34
【习题2-35】试写出题图2-35所示逻辑电路的输出P表达式，输入变量是A1、B1、A2、B2。
A1
B1
P
A2
B2
+VDD
·
·

题图2-35
【习题2-36】试按正逻辑约定，写出题图2-36所示NMOS逻辑门电路的输出表达式F，并画出相应的逻辑符号。
+VDD
·
A
F
B
o
·
·
·

题图2-36

B
A
F
+VDD
－
C
C
P
·
·
·
·
·
【习题2-37】试写出题图2-37所示CMOS逻辑电路的输出（P，F）表达式，输入变量为A、B、C，并画出相应的逻辑符号。

题图2-37

【习题2-38】试写出题图2-38所示CMOS逻辑电路的输出（P、Q）表达式，；输入变量为A、B、C、D及E；并画出相应逻辑符号．
Q
E
－
E
+VDD
A
B
C
D
P
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

题图2-38
【习题2-39】对于题图2-39所示逻辑电路，当用TTL器件构成时，其输出方程为YT =___________ ；当用CMOS器件构成时，输出YC =____________．
A
B
C
Y
&
&
Ñ
EN
20kW
o
o
·

题图2-39

【习题2-40】试分别画出下列两种情况下由TTL至CMOS的接口（驱动）电路，要求电路简单而实用。
（1）VCC（TTL电源）＜VDD（CMOS电源）；
（2）VCC=VDD。
已知CMOS4000系列与TTL4000系列在VDD=VCC=+5V时的输入、输出参数对照表为：

CC4000
CT4000
VOHmin/V
4.95
2.7
VOLmax/V
0.05
0.5
IOH/mA
0.51
0.4
IOL/mA
0.51
8
VIHmin/V
3.5
2
VILmax/V
1.5
0.8
IIH/mA
0.1
20
IIL/mA
0.1
400
试根据上表分析CMOS门和TTL门相互驱动时，会产生什么情况，设CMOS门输出低电平时的内阻ROL=0.8kW．

≥1
≥1
A
B
C
D
E
F
Y2
R
+10V
【习题2-41】试分析题图2-41(a) 、(b)所示电路的逻辑功能。写出Y１、Y2的逻辑表达式。图中的门电路均为CMOS门电路，这种连接方式能否用于TTL门电路？
&
&
A
B
C
D
E
F
R

Y1

　　　　　 (a) (b)
　　 题图2-41

【习题2-42】门电路组成的电路如题图2-42所示，请写出F1、F2的逻辑表达式。当输入图示信号波形时，画出F1、F2端的波形。

A
C
B
1
EN
TTL
=1
F2
F1

&
A
1
C
B
&
EN
TTL

A
B
C

题图2-42

【习题2-43】 CMOS 器件4007的内部电路和引出端如题图2-43所示，请用4007电路接成：（1）3反相器；（2）3输入端或非门；（3）3输入端与非门；（4）传输门。
1
13
8
5
6
14
3
2
4
10
11
12
9
7

题图2-43

12