电路分析的基础知识

第一章 电路分析的基础知识

一、 填空题

1．电压、电流的方向包括有： 、真实方向和关联参考方向。 2．功率在电路中是一个重要的物理量，不仅具有大小，还有 之分。

3．若按某电流的参考方向计算出电流数值为I=—10A，且已知其真实方向与参考方向相反，按电流的真实方向表达，则I= 。

4．某电路中，已知A点电压Ua=—3V，B点Ub=12V，则电位差Uab= 。 5．在电路分析时,已求出电路两节点的电位Ua=—3.5V，Ub=—7.8V，则电压Uab= V。 6．关联参考方向是指：电流的参考方向和电压的参考极性相 时的情形。

7．当电路中某元件上的电压的参考极性与电流的参考方向一致时，称为 方向，反之称为 。

8．已知某元件上电流I=—2.5A，电压U=4.0V，且U、I取非关联参考方向。则该元件上吸收的功率P= ，是产生还是吸收功率 。

9．电路某元件上U = 10V，I=—2A，且U、I取非关联参考方向，则其吸收的功率为 。 10．已知某元件U、I为关联参考方向，且元件吸收功率为P = —12W，I = 4A，则可计算出电压U = ，表明该元件电压真实极性与参考极性 。

11．电路某元件的电压及电流取非关联参考方法、且已知U=—3.5V，I=—5.5A，则该元件吸收的功率P= （注意：应计算出P值并注明是“吸收”还是“产生”功率）。

12．电路中某元件上的电压、电流取非关联参考方向，且已知I=—20mA，U=—3.5V，则该元件吸收的功率P= 。

13．电路中某元件电压、电流取关联参考方向，且已知：I=—50mA，该元件产生功率150mW，则电压U= 。

14．在一个5Ω的电阻上施加20V的电压，该电阻吸收的功率是 W。

15．若一个电阻器的阻值为484Ω，额定功率为100W，则此电阻器两端最大可加的电压值为 V。

16．电容C上的伏安关系为iC = , uC = ，电感L上的伏安关系为uL = , iL = 。

17．在直流电路中，电感相当一个电阻R = 的元件，电容相当一个电阻R = 的元件。

18. 理想电压源的伏安关系为Us = ，I由 及 决定。 19. 理想电流源的伏安关系为Is = ，U由 及 决定。 20. 受控源是一种四端器件，由 支路和 支路两部分组成。 21. 基尔霍夫电流定律指出，对于任一电路的任一节点，在任一时刻，流入或流出该节点的电流之代数和为 。

22. 基尔霍夫电压定律指出，在电路中的任一个回路，在任一时刻，沿该回路绕行一周，该回路上所有支路的电压降的代数和为 。

1

23. 基尔霍夫电流定律（简称KCL），表达式为 ；基尔霍夫电压定律（简称KVL），表达式为 。

24. 元件的特性是 特性所描述的，基尔霍夫定律仅与电路 有关。 25. 求戴维南等效电阻R0时，应将电路内部的独立电流源等效为 路。

26. 戴维南定理中，当电压源为零值时将其等效为 ；当电流源为零值时将其等效为 。

27. 叠加定理、戴维南定理仅适用于 性电路。 28. 简单RC电路的过渡过程，其电容电压u（t）的表达式为

uc(t)?uc(?)?[uc(0)?uc(?)]e

其中， 、 、 称为公式三要素。

二、选择题

10. 在电路中选择不同的参考点 。

A. 计算出某元件的的电压值不同 B. 计算出某元件的的电压值不变 C. 计算出某元件的的电压值不能确定

2. 在分析电路时，对电流的参考方向进行任意假设是否影响计算结果的正确性 。 A. 是 B.否

3. 右图示电路电源吸收的功率P为 。 A.4W B.-4W C.6W D.-6W

+ 3V 2A _t?

- 4. 对于电容元件而言，其正确的伏安关系（VAR）应是 。

diA．

uc(t)?cdt(t) B.ic(t)?1c?duc(t)dtt C.uc(t)?1C?t??c(?)d?

5. 电容元件在直流电路中可视为 。 A.开路 B.短路 C.不能确定 6. 在直流电路中，电感 。

A．相当于短路 B. 相当于开路 C. 短路和开路视具体情况而定 7. 流过电压源的电流是由 决定的。

A．该电压源的具体值 B．外电路 C．电压源及外电路所共同 8. KVL与电路元件中的特性（伏安关系）是否有关 。 A. 是 B.否

9. 就一般情况而言，一个电容上的 。

A.电压不能突变 B.电流不能突变 C.电压及电流均不能突变 10. 列写基尔霍夫定律KCL时，实际上 。

A.涉及了三套正负号 B. 涉及了两套正负号 C. 涉及了一套正负号 11. 基尔霍夫定律的含义是 。 A.?i?0 B.?i?0 和 ?u?0 C.?u?0

2

12. 用等效变换的方法计算电路 。 A.可直接对等效电路本身计算其电压或电流

B.可直接对等效电路之外的其它电路部分计算其电压或电流 C.原电路与其等效电路所消耗的功率必定不同 13. 在右图电路中（ ）。 A. R增大，I1增加 B. R增大，I2增加 C. R增大，I3减小

I2 - 17V + + + R 13V I3 - 4Ω I1

14. 若干电阻R1、R2、R3??并联连接，其总电阻的表达式R= 。 A.R1?R2?R3??? B.R1?R2?R3??? C.1/（

1R1?1R2?1R3???）

15. 计算三个电阻R1、R2、R3并联之后的等效电阻，应选用公式 。

R?11R1R??1R2?1R3 R1R2?R2?R2R3?R1

A.

R3R1?R2?B.

R?R1R2R3R1?R2?R3C.

16. 在右图所示电路中的I、U分

5Ω + 20-

+ 105Ω - - U + 别为:I= ,U= .

三、 计算题

1. 电路如图3.1所示，试计算电压UX的值。 + R1 R3 2V - 2A - -14V + - UX + + R2 3V R4 - 图3.1 2. 求图3.2所示电路中电流I的值及电流源提供的功率。

3. 求图3.3示电路中电压UX的值。 12Ω + 17Ω

28V - + I 60Ω 40Ω 图3.2 UX - 11Ω 3

16Ω 图3.3

4. 求图3.4电路中电压U。

15Ω + 30V - + U - 图3.4

78Ω 51Ω 95Ω 5. 电路如图3.5所示，试计算I1、I2、I3值。

300mA

图3.5

6. 电路如图3.6所示，试计算电流I的值。 7. 求图3.7示电路中10Ω电阻的功率。 + + 36V - 6Ω 14Ω 10Ω + 12V - 图3.7 8. 求图3.8所示电路AB端的等效电路。

I1 100Ω 25Ω I3 I2 20Ω 12.6A -2.5A -3.3A I 图3.6 A

3Ω - + 图3.8 12V + - 6Ω B

36V 9. 求图3.9所示电路中10Ω电阻的电流I及电压源的功率（注明吸收还是产生）。

+ + I 10Ω 24V 12V 1A 1A - - I 6Ω

12Ω

图3.9 图3.10 10. 求图3.10所示电路中6Ω电阻的电流I。 11. 求图3.11示电路中I的值及电阻的功率。 I

+

12A 9V 2Ω

-

100Ω + 12V - - 2A 20Ω UOC + 4

图图3.11 3.11

图3.12

12. 电路如图3.12所示，试计算电压UOC的值。 13. 用戴维南定理求图3.13所示电路的电压UX的值。

R1 5kΩ a R2 10kΩ + - + R3 U I 710kΩ U12V - 1m+ b - 图3.13 14. 用戴维南定理求图3.14所示电路的电压U。 15. 用叠加定理求图3.15所示电路中电压Ua。 + 10V - 5Ω

+ +

Ua 15Ω 15Ω 3V - -

图3.15

16． 电路如图3.16所示，求电流I的值。

3Ω + 4Ω U - 6Ω 1A

图3.14

I 6Ω + 9V - 3Ω + 6V - a 5Ω b 图3.16 17．电路如图3.17所示，试用叠加定理求电流I的值，并求8Ω电阻的功率。

2Ω + - 图3.17

I 8Ω 5

20V 第一章自测题答案

一、 填空题

1．参考方向 2.正负 3. 10A 4. –15V 5. 4.3V 6. 一致 7. 关联参考 非关联参考方向 8. 10W 吸收 9. 20W

5

17. 0Ω ∞

18. 某固定值 US 外电路共同 19. 某固定值 IS 外电路共同 20. 控制支路 受控支路 21. 零 22. 零 23. ?i?0 ?u?0 24. 伏安 结构 25. 开 26. 短路 开路 27. 线 28. uC(0) uC(∞) τ

10. –3V 相反 11.–19.25W(产生) 12. –70mW 13. 3V 14. 80 15. 220 16. CdudtC uC(t0)?iC?t0t1tC(?)d?

LdiLdt iL(t0)?1uL(?)d?

?Lt0二、选择题

1. B 2. B 3. C 4. C 5. A 6. A 7. C 8. B 9. A 10. B 11.B 12. B 13. C 14. C 15. A 16. 1A 5V 三、计算题 1.

- -14V R1 + R3 2V - - UX + a 解：Ubc=3V

由KVL，-14+2+Uac=0

b + R2 3V - + R4 解得 Uac=12V

Ux=Uac-Ubc=12-3=9V

c 2. 解：根据分流公式 I?6060?40?2?1.2A

由欧姆定律 U=1.2×40=48V

P=-2×48=-96W

3. + 28V - 解：应用分压公式，解得

12Ω a + 17Ω X

Uac=（16/16+12）×28=16V Ubc=（11/17+11）×28=11V Ux= Uac- Ubc=16-11=5V

U - b c 16Ω 4. 解：先求51Ω、78Ω和95Ω三个电阻的串并联电阻R：R=51+78∥95=39.4Ω

应用分压公式，得 U=（39.4/15+39.4）×30 = 21.7V

5. 解：应用分流公式 I1=[（25∥20）/100+（25∥20）] ×100 = 30mA

6

11Ω 应用KCL I3=300-30 = 270mA

再应用分流公式 I2=（20/25+20）×270 = 120mA 6.解：由KCL 12.6-（-2.5）-（-3.3）-I=0 解得 I=18.4A 7.解： 8.解： 9.解：

1A 14Ω + 12V - 10Ω + 36V - 6Ω I 由KVL 36 – 2 +（6+10+14）I = 0 解得 I = -0.8A

P10Ω=（-0.8）2 ×10 = 6.4W

A B 3Ω - 12V + + 4- I1 10Ω I + 12V - + 36V - A

4A 3Ω 6A 6Ω B

A 2A 2Ω 6Ω 2Ω A B B I=12/10=1.2A 由KCL，I1=-（1+1.2）=-2.2A P12V=-2.2×12=-2.64W（产生）

+

I 1A 6Ω 10.解： 24V

- 12Ω I 2A 12Ω 1A 6Ω I 2A 12Ω 6Ω I 应用分流公式得 I=[ 12 /（12+6）]×1=2/3A

11.解： I1 2Ω 100Ω + 12V

- + 9V

12A 12.解： - I1=9/2=4.5

I= -（12+4.5）= -16.5A P2Ω=4.52×2 = 40.5W

- - + 200V 100Ω - 20Ω UOC

7 + 12V - 2A 20Ω UOC + + 100Ω

由分压公式，得：

UOC= -[20/（100+20）]×212=-35.3V

13.解： R1 5kΩ R3 10kΩ b a + U- R2 10kΩ + U 12V -

RO

a R3 10Kb + UX -

I 1m+ UO- （1）求UOC，作等效电路如下：

5K1mA 10K+ 12V - + UOC - UOC=1×10-3×(5+10) ×103+12=22V （2）求R0，作等效电路如右图： RO=10KΩ （3）由分压公式，得 Ux?14.解： - 7+ 3Ω + 4Ω U - 6Ω R3R0?R310K1010?10RO ?UOC??22?11V

RO 1A

+ UO- 4Ω 6Ω + U -

（1）求UOC，作等效电路如下：

3Ω - 7V + 1A UOC - 8

+ UOC=1×

3Ω RO （2）求R0，作等效电路如右图： RO=3Ω

（3）由分压公式，得 U?15.解： + 3V - ? Ua?4R0?4?6?UOC?43?10?(?4)?1.23V

5Ω + + 10V - + 15Ω 3V - 5Ω Ua’ 15Ω - 5?155Ω + 10V - Ua 15Ω - 15+ 15Ω + + Ua- 15Ω 15Ω 5?152?3?1.8V,U???10?2V, U?U??U???1.8?2?3.8V a5?151515?5?5?15216.

原电路

1.5A 6Ω 22?5I a 2A 3Ω b ?3.5?1A

I??202?822?8I a 5Ω 3.5A 2Ω b ?2A 5Ω

根据分流公式 I?17.

-

原电路

+ 20V 2Ω I’ 8Ω + 2Ω I” 8Ω 5A I????5?1A I?I??I???3A

第二章 半导体基本器件

一、填空题

1. 导电性能介于 和 之间的物质称为“半导体”。

2. P型半导体中的多数载流子是 ，N型半导体中的多数载流子是 。 3. 当PN结加正向电压时，PN结多子 形成较大正向电流。

4. 把PN结外加正向电压时导通、外加反向电压时截止时的特性叫做 特性。 5. 硅二极管具有 导电性，其导通电压UON约为 V。

6. 要使硅二极管工作在截止状态，应使其外加电压uD V。 7. 理想二极管导通时，其管压降约为UD = ，其等效电阻rD约为 。

8. 三极管由 或 半导体制成，分为两种类型： 型管和 型管。

9

9. 三极管有三个端钮，分别称为 极、 极、 极。

10. 共发射极三极管电路输出特性的三个工作区指的是 区、 区、 区。 11. 硅三极管的截止条件是 ，截止时的特点是 ；饱和时的特点是 ；放大条件是 ，放大时的特点是 。

12. 硅NPN三极管截止时UBE≤ ，ic=ib= A；饱和时Uc UB；放大时UBE＞0.7V，UCE＞UCES，iC= iB。

13. 在NPN型三极管输出特性曲线上，截止区uBE＜ ，iB＝ ，iC

＝ 。

14. 在NPN型硅三极管输出特性曲线上，在放大区，uBE = V，uC uB ，β= 。

15. 晶体三极管做开关应用时一般工作在输出特性曲线的 区和 区。 16、当一个NPN型三极管处于饱和工作状态时，有：UCE UBE。

17. 一个三极管电路已知IB=150μA，β=75，若测量得IC=8.3mA，则说明该三极管处于 工作状态。

18. 共发射极三极管电路输出特性曲线的饱和区UCE ＜UBE ，此时三极管已失去 放大功能，且IBS ICS / β 。

19. 场效应管是一种 型半导体器件，其内部仅有 载流子导电。 20. NMOS场效应管的输出特性曲线份为三个区域 、 、 。 21. 场效应管的输入电阻rGS约为 Ω，是高值电阻，因此基本上认为输入栅极电流IG

为 。

22. N沟道增强型场效应管的输出特性曲线是以 为参变量，描述其漏极电流iD和 之间的关系。

23. 增强型MOS管的特性曲线包括 和 特性曲线，U T N称为 电压。

24. 增强型N沟道场效应管当 极与源极之间电压大于开启电压时，进入导通状态。 25. 从增强型NMOS场效应管输出特性曲线上，易于找出 电压的数值；其开关速度主要受管子的 电容影响，其数值通常在 法拉级。

26. 从增强型NMOS场效应管漏极特性曲线中，恒流区：uGS ≥ 且uDS值比较 ，电流Ig受 控制，基本上与 值无关，rDS值很 。

27. MOS场效应的交流参数(1)跨导gm = , (2)导通电阻rDS = 。 28. 增强型NMOS场效应管的漏极特性中，在可变电阻区，UDS ≥ 且UDS值比

10

较 。

29. 三极管是一种 控制电流源器件，场效应管是一种 电流源器件。 二、选择题

1. 稳压二极管正常工作时应工作在 状态。

A.放大 B.饱和 C.反向击穿

2. 下表显示出半导体器件的命名方法，属于整流二极管的有 。

A.2AP27 B.2CP45 C.2AK6 D.2CZ53 E.2DG17

第一部分 第二部分 第三部分 第四 部分 数字表数字表示器件的电极数目 符号 意义 拼音字母表示器件的材料和极性 符号 A B 2 二极管 C D A B 3 三极管 C D 意义 N型，锗 P型，锗 N型，硅 P型，硅 PNP型，锗 NPN型，锗 PNP型，硅 NPN型，G硅 符号 P W Z K X G 意义 普通管 稳压管 整流管 开关管 低频小功率管 高频小功率管 拼音字母表示 器件的类型 符号 D A T Y 意义 低频大功率管 高频大功率管 半导体闸流管 体效应器件 示器件的序号 表示 规格号 第五 部分 拼音 3. 上表示出了半导体器件命名方法，属于开关三极管的有 。 A.3CK14A B.3CG11A C.3DG10A D.3AK200A

4. 一个三极管放大电路处于放大状态，当其β值变大时，三极管可能 。

A.进入饱和区 B.进入截止区 C.同时进入截止区和饱和区

5. 当一个NPN型三极管UCE小于UBE时，认为其工作在 状态。

A.截止 B.放大 C.饱和 三、计算题

1．在右图所示电路中，已知三极管的UON=0.6V Ube=0.7V，Uces=0.3V，β=80，UI=5V，若保持RC不变， 求临界饱和时Rb的最大值。

11

Rb 40kΩ b 5V/1kHz c RC 2kΩ + ue UC 12V

O+UI

第二章 半导体基本器件

一、填空题

1．导体 绝缘体 2. 空穴 自由电子 3. 扩散 4．单向导电 5. 单向 0.5V 6. ≤0（或≤0.5） 7. 0 0 8. 硅 锗 NPN PNP 15. 截止 饱和 16. ＜

17. 饱和 18. 电流 ＞ 19. 单极 一种

20. 夹断区 恒流区 可变电阻区

9. 发射 基 集电 10. 截止 放大 饱和 11. UBE≤0.5V（ 或发射结反向偏置） iC≈iB≈0

iB≥iBS，UCE≤UCES（或发射结和集电结正向偏置）

UBE≥0.7V，UBE≤0（或发射结正向偏

置，集电结反向偏

置）

iC≈βiB

12. UON（约0.5V） 0 ＜ β 13. 0.5V 0 0 14. 0.7V ＞ IC/IB 二、 选择题

1. C 2. D 3.A、D 4. A 5. C

三、计算题 1．ICS?Uc?UcesR?12?0.3?5.85mAc2 ，IIcs5.85bs???80?0.073mA

为使三极管进入临界饱和状态，必须使

ui?UbeR?Ibs ，

bRui?Ube5?0.7b?I?9k?

bs0.073?58. 即Rb的最大值为58.9kΩ。

12

21. 10-9～10-12

0

22. 栅极电压UGS 漏极电压UDS 23. 转移特性曲线 输出 开启 24. 栅

25. 开启 极间 皮（10-12）

26. UGS（th）N 大 UGS UDS 27.

?iD

?uDS?uuDS?常数 GS?iuGS?常数

D28. UGS（th）N 小 29. 电流 电压控制

大 第三章 开关理论基础

一、填空题

1．(257)10 = ( )2 = ( )16 = ( )8421BCD

2．二进制数A=1011010，B=101111，则：A—B = ( )10. 3．在数字电路中，逻辑变量的值只有 个。

4．某电路有四个开关A、B、C、D（接通为1，端开为0），当其中任意三个或三个以上接通时，输出F为1，否则为0。若用最小项表达式表示，F = ， 该逻辑函数最简与或表达式F = 。

5．逻辑代数的基本定律（如“交换律”、“吸收律”??等），一般可以用 进行检验。

6. 最小项的逻辑表达式中，每个变量以原变量或 的形式出现且出现一次。 7．两个 的最小项可以合并成一个与项，并消去一个因子。 8．卡诺图中，逻辑相邻的最小项在 上也相邻。

9．在逻辑函数中，两个逻辑相邻项之和，可以合并成 与项。

10.用逻辑函数的卡诺图化简，合并最小项时，每个圈中的最小项个数必须是 个。 二、选择题

1．在下列一组数中，最大数是 。

A.(258)10 B.(100000001)2 C.(103)16 D.(001001010111)BCD 2．逻辑代数的基本运算特指 。

A.与、或运算 B.非、异或运算 C.与、或、非运算 3．表述一个逻辑函数 。

A.可以用逻辑图、表达式或真值表的任何一种 B.用真值表的表达更准确 C.用逻辑图的表达更准确

4．逻辑函数F?AB?CD，其反函数F为 。

A.AC?BC?AD?BD B.AC?BC?AD?BD C.AC?BC?AD?BD 5．用对偶规则求一个逻辑函数的对偶函数时，应将逻辑常量“1” 。 A．保持不变 B．变为逻辑常量“0” C．变为相应的逻辑变量

*

6．逻辑函数F?AB?CD，其对偶函数F为 。

A.(A?B)(C?D) B.(A?B)(C?D) C.(A?B)(C?D) 7．F=AB+C·(D+E)，则其对偶式是 。

13

A. F??A?B?(C?DE) B. F??(A?B)?(C?D?E) C. F??(A?B)?(C?DE) D. F??(A?B)?(C?D)(C?E)

8．已知某电路的真值表如下表所示，该电路的逻辑表达式是 。 A.Y?C B.Y?ABC C.Y?AB?C D.Y?BC?C

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 Y 0 1 0 1 A B C 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y 0 1 1 1 9．某电路输入输出的关系如表所示。试写出逻辑函数F=（A，B，C）的最简表达式 。

A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 Y 0 0 1 0 A B C 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y 1 0 1 0 10．逻辑函数中的最小项 。

A.任何两个不同的最小项乘积为1 B. 任何两个不同的最小项乘积为0 C.任何两个不同的最小项乘积为1或0

11．Y?AC?ABD的最小项之和的形式是 。 A.Y?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD B.Y?ABC?ABCD?ABC?ABCD C.Y?ACD?ACD?ABCD?ABCD

12．Y?AB?AC的最小项之和的形式是（ ）。

A. Y?AB?AB?AB?AB B. Y?ABC?ABC?AC C. Y?ABC?ABC?ABC

13．能使逻辑函数Y=AB+BC+AC为1的变量A、B、C的取值组合是 。 A. 000 B. 001 C. 010 D. 111 E. 101

14．在逻辑电路的卡诺图化简中，若被合并的最小项数越多（画的圈越大），则说明化简后 。 A.乘积项个数越少 B.实现该门电路的门电路少 C.乘积项含因子少

15．用卡诺图化简时，若对每方格群尽可能选大，则在最简表达式中 。 A.与项的个数最少 B.每个与项中含有的变量个数少 C.化简结果具有唯一性

14

16．用卡诺图化简时，随意项 。

A．可以视为0或1 B．应视为0 C．应视为1 三、简答题

1．什么是逻辑代数的代入法则，并举例说明。

2．简述逻辑代数中求反函数的“反演规则”（Dc Morgan）。 3．简述逻辑代数“对偶法则”的定义。

4．写出求一个函数的对偶函数的规则。若某逻辑函数为F?(BCAD?0)(AB?CD)，写出对偶函数F*的表达式。

5．逻辑代数中的“反演规则”与“对偶规则”有何不同？ 四、逻辑函数化简及计算

1．将下列逻辑函数化简成最简与或表达式

F1?AC?ACD?AB?BCD

F2?AB?BC?BC?AB

F3?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD

F4?(A?AC)(A?CD?D)

F5?AB?ABC?B

F6?ABC?AC?ABC?AB?BC?AB?ABC 2．将下列逻辑函数化简成最简与-或表达式 F1?(AB?A)CD?B(CD?A) F2?AB?BC?ABC?ABC

F3?(A?B)(A?C)(B?C?D)

3．将下列逻辑函数化简成最简与-或表达式 F1(A,B,C,D)??m(0,1,4,5,12,13) F2(A,B,C,D)??m(0,2,4,6)

F3(A,B,C,D)??m(0,1,2,3,4,5,8,10,11,12)F4(A,B,C,D)??m(4,5,8,12,13,15)??d(1,6)

F5(A,B,C,D)??m(0,2,5,7,8,13,15)??d(10)

F6??m(0,2,5,7,8,10,13)??d(1,15)

15

F7?BCD?ABCD?ABCD

CD?CD?0

F8见下图

A ≥1 B ≥1 F8 & 第三章自测题答案

一、填空题

1. 100000001 101 001001010111 5. 真值表

2. 43 3. 2

6. 反变量 4.ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD 8. 几何位置 ABC?ABD?BCD?ACD 10. 2n

二、选择题

1. C 2. C 3. A 4. C 5. B 6. C 7. C 8. C 10. B 11.A 12. C 13. D、E 14. C 15. B 16. A 三、问答题

1．答案见教材P81。 2. 答案见教材P81。 3. 答案见教材P81。 4. 答案见教材P81。

F??(B?C?A?D)?1?(A?B)(C?D)

5. 答：前者需将原变量与反变量互换，而后者不必。 四、逻辑函数化简及计算

7. 相邻 9. 一个 9. Y?AC?BC16

1.F1?AC?ACD?AB?BCD

?AC?AB?BCD

?AC?AB

F2?AB?BC?BC?AB

?AB?BC?BC(A?A)?AB(C?C) ?AB?BC?ABC?ABC?ABC?ABC

?(AB?ABC)?(BC?ABC)?(ABC?ABC)

?AB?BC?AC（用卡诺图法更简单）

F3?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?BCD?ABDF4?(A?AC)(A?CD?D)

?(A?C)(A?D) ?A?CD F5?AB?ABC?B

?(AB?B)?ABC ?A?B?ABC ?A?B?BC ?A?B?C

F6?ABC?AC?ABC?AB?BC?AB?ABC

?A?AC?ABC?BC?ABC

?A?BC?BC?BC =A?B?C

17

2. F1?(AB?A)CD?B(CD?A)

?(A?B)CD?B(CD?A) ?(A?B)CD?B(CD?A) ?ACD?BCD?BCD?AB ?ACD?BD?AB F2?AB?BC?ABC?ABC =AB?BC?A(B?C)?ABC =AB?BC?AB?AC?ABC =A?BC?ABC ?A?BC?BC

?A?B F3?(A?B)(A?C)(B?C?D)?(AC?AB?BC)(B?C?D)

?ABC?AB?BC?AC?ABC?BC?ADC?ABD?BCD ?AB?AC CA 00 01 11 10 3. CA 00 01 11 10 00 1 1 00 1 1 01 1 1 01 1 1 11 11 1 1 10 10 F2(A,B,C,D)?AD F1(A,B,C,D)?AC?BC CA00 01 11 10 CD AB 00 01 11 10 00 φ 00

1 1 1 1 01 1 1 φ 01 1 1 11 1 1 1

11 1 10 1 10 1 1 1 F4(A,B,C,D)?BC?ACD?ABD 18

CA 00 00 1 01 11 10 1 C D0 AB0 00 1 01 φ 11 10 1 01 1 1 11 1 1 10 1 1 φ F5(A,B,C,D)?BD?BD CA 00 01 11 10 00 φ φ 01 φ 1 1 11 φ 1 φ 10 φ 1 F7(A,B,C,D)?BD?CD

00 1 1 01 1 φ 11 1 1 1 10 F6(A,B,C,D)?BD?BDF8?A?B?AB ?(A?B)?AB ?AB 19

第四章 门电路

一、填空题

1．一个TTL与非门输入、输出电平参数为：UOLmax = 0.5V，UOHmin=2.7V；UIHmin =2.0V，UIHmax =0.8V，则噪声容限UNL = ，UNH = ，该器件的噪声容限为 V。

2．对于TTL与非门，若其噪声容限UNL、UNH越大，则其抗干扰能力越 。 3. 若一种门电路的抗干扰能力越强，则其噪声容限越 。

4．一个有两个输入端的三态与非门，除了有两个逻辑变量输入端之外，必定还有一个 控制端。

5．TTL三态门的输出有三种状态：高电平、低电平和 状态。

6．CMOS或非门有两个输入端A和B，要实现Y?A，应将输入端B接 ，异或门要实现Y=A，应将输入端B接 。

二、选择题

1． 电路如右图所示，输出的表达式为 。 A.F=A+B+C B.F=ABC C.F=（A+B）C 2．CMOS门电路 。 A.静态功耗较高，但动态功耗较低

B.由于栅极电流几乎为零，故在任何时候其功耗几乎为零 C.其功耗与工作频率成正比

3．CMOS门电路，由于其阈值电压约为电源电压的一半，因而 。 A.其噪声容限较TTL电路较小 B.其抗干扰能力较TTL电路稍差 C.其噪声容限较TTL电路较大

4．CMOS电路的动态功耗 。

A．只与负载电容有关 B.只与工作频率有关 C.与负载电容和工作频率均有关。 5．CMOS与非门多余输入端应该 。 A.接地 B.接电源电压 C.悬空

20

UCC R A B C F

6．COMS门电路的噪声容限 。

A．小于TTL电路 B．大于TTL电路 C．和TTL电路大致相同 7．OC门电路 。

A．输出高电位靠上拉电阻及电源实现 B．输出低电位靠上拉电阻及电源实现 C．输出低电位靠下拉电阻实现

8．在下图1所示的TTL电路中，根据逻辑式判断表达式正确与错误，表达式正确的有图 ，表达式错误的有图 。 A 1 Δ A ≥1 Y2 A & Δ ≥1 EN Y1 “1” B EN Y3

A. Y1?A B. Y2?A

C. Y3?AB 9．CMOS电路如右图所示，则F1、F2、F3

的逻辑状态依次为 。

+10V A.F1=1，F2=0，F3=0 F1 1 B.F1=0，F2=1，F3=1 F2 1 C.F1=1，F2=0，F3=1 F3

1MΩ

三、简答题

1． 已知一个门电路的电平参数为： 74LS 1 74LS U1 IOH=0.4mA IL（max）、UOL（max）、UOH（min）、UIH（min）， 问如何确定该门电路的噪声容限值？ 74LS IIH=20μA

1 2．根据右图所示电路连接时的电流关系 (1)写出扇出系数NOL、NON的计算公式； 74LS IOL=8mA (2)根据图中给出的数据，求出扇出 1 IIL=0.4mA

系数NO的值。

74LS 74LS 1

1 21

四、分析、设计、计算题

1．TTL电路如图所示，写出输出F的逻辑表达式，并根据A、B的波形，画出输出F1—F4的波形。

A & ≥1 B FA 1

B FA =1 2

B F3

A B F1 F2 F3 F4

第四章自测题答案

一、填空题（题目未标序号，从上致下依次为1～6题）

1. 0.3 0.7 0.3 2. 强 3. 大 4. 使能 5. 高阻 6. 低电平 低电平 二、选择题

1. B 2. C 3. C 4. C 5. B 6. A 7. B 8. C AB 9. C 三、简答题

1． UNH?UOH(min)?UIH(min )， UNL?UIL(max)?UOL(max ) 门电路的噪声容限UN为UNH、UNL较小者。 2．（1）NOL=│IOL│/│IIL│，NOH=│IOH│/│IIH│ （2）NOL=8/0.4=20 ，NOH=0.4/0.02=20 故扇出系数NO=20。 四、分析、设计、计算题 1.F1?AB，

A F2?A?B，

FA?B

B 3? F1

F2

F3

22

第五章 组合逻辑电路

一、填空题

1．根据逻辑功能和结构特点的不同，数字电路可分为两大类型，即 、 电路。输出只决定于输入，而与电路的原来状态无关的结构特点的电路为 。

2．组合电路没有 功能，因此，它由 构成。 3．在组合逻辑电路中， 反馈电路构成的环路。

4．组合逻辑电路的输出仅取决于电路 状态，而与电路 的状态无关。 5．在逻辑电路中，任意时刻的输出状态仅取决于该时刻输入信号的状态，而与信号作用前的状态无关，这种电路称为 ，该电路没有 。因此，在电路结构上，一般由门电路组合而成，在其电路中没有 回路，分析和设计该逻辑电路的数学工具是 。

6．组合逻辑电路的分析，目的是由 求出对应的 ，列出它的 ，最后说明该电路的 。

7．造成逻辑电路竞争冒险的原因是 ；组合逻辑电路中的险象从波形上可分为 和 。它们仅在电路的输入信号状态改变时，在电路的输出端出现毛刺，而不会破坏信号的 。

8．编码器的功能是将其输入信号转换成对应的 信号。按二进制的编码原则，四个输入的编码器，其输出的编码有 位； 个输入的编码器，其输出的编码有4位；输入和输出之间符合 关系。

9．当 编码器的几个输入端同时出现有效信号时，其输出端给出优先权较高的输入信号的代码。

10．译码是 的逆过程，2个输入的译码器，最多可译出 路的输出。七段译码器有 路输入信号，接收 。

11．将BCD代码翻译成十个对应输出的电路称为 ，电路有 个输入端，十个输出端，故由称为 译码器，它有 不用的状态。

12．两片3线-8线译码器T4138连成的电路如图1.1所示。T4138的功能表达式见下式，正常工作时S1?1，S2?S3?0。

Y0?A2?A1?A0, Y1?A2?A1?A0,????,Y7?A2?A1?A0

该电路当A3A2A1A0=1011时，第 （1，2）片译码的 输出为0，当A3A2A1A0=0010时，第 （1，2）片译码的 输出为0。

13．多路选择器的功能类似于一个 的开关。

14．数值比较器是指能判断两个或多个二进制数 或是否 的电路。 15．对图1.2所示电路，写出逻辑函数G，E，S的逻辑表达式。

23

16.全加器有 、 和低一位来的进位三个输入信号以及 、 两个输出信号。

17．全加器是实现两个一位二进制数和 三个数相加的电路。

Y0????????Y7 Y0????????Y7 T4138（1） A0 A1 A2 S1 S2 S2 T4138（2） A0 A1 A2 S1 S2 S2 图1.1 ＆ A B A0 A1 A2 A3 G ＆ ＆ ≥1 E S 图1.2

18．全加器中An、、Bn为本位的被加数及加数，Cn-1为来自低一位的进位，则向高一位的进位Cn

的逻辑表达式为：Cn?(An?Bn)Cn?1? 。

19．一个全加器电路，若输入端为An、Bn和Cn-1，则其向高位的进位Cn逻辑表达式为： Cn= 。

20．1.3图所示逻辑符号为组合逻辑电路中 电路的逻辑符号。假设Ai = 1，Ci-1 = 1，Si = 1，CO = 1， 则Bi = 。

二、选择题

1．组合电路的分析是指 。

A.已知逻辑图，求解逻辑表达式的过程 B.已知真值表，求解逻辑功能的过程 C.已知逻辑图。求解逻辑功能的过程 2．组合逻辑电路的设计是指 。

A.已知逻辑要求，求解逻辑表达式并画逻辑图的过程 B.已知逻辑要求,列真值表的过程

24

Ai Bi Ci-1 ∑ P Q CI CSi CO C.已知逻辑图，求解逻辑功能的过程

3．组合逻辑电路的设计目的是 。

A.最终得到逻辑（电路）图 B.最终得到真值表 C.最终得到最简与或表达式 4．组合逻辑电路中竞争险象 。

A.一般可通过增加逻辑函数中冗余项来消除 B.“非临界竞争”会造成错误逻辑输出结果 C.静态险象会影响输出的稳态值

5．组合逻辑电路竞争与险象产生的必要条件是 。

A．电路有反馈结构 B．有单一的输入信号 C．电路内部传输延时不相同。 6．互斥编码器 。

A.输出端给出优先权高的那个输入端的代码 B.输入端只能有一个信号有效 C.输入端可以有多个输入信号有效

7．在大多数情况下，对于译码器而言 。

A.其输入端数目少于输出端数目 B.其输入端数目多于输出端数目 C.其输入端数目与输出端数目几乎相同

8．8线-3线优先编码器T4148的优先编码顺序是I7,I6,I5,I4,I3,I2,I1,I0；输出Y2Y1Y0，输出、输入均为低电平有效，当输入I7,I6,I5,I4,I3,I2,I1,I0为10000000时，输出Y2Y1Y0为 。 A. 001 B. 110 C. 101 三、简答题

1．简述对组合逻辑电路分析的一般步骤（说出“真值表”、“逻辑电路图”、“电路用途”、“逻辑表达式”等几个概念的先后顺序及联系。

2．简述组合逻辑电路设计的步骤。 四、分析、设计题

1．试分析图4.1所示逻辑电路，列出真值表，写出Y1、Y0、OEX的逻辑表达式，说明电路功能。 A B C D 图4.1 ≥1 Y1 A B C ＆ 1 ＆ ≥1 ≥1 Y0 ＆ ≥1 F OEX ＆ 图4.2

2．分析图4.2所示电路，列出真值表，写出F的逻辑表达式，说明电路功能。 3．试分析图4.3所示电路，列出真值表，说明电路功能。

＆ A B ＆ Y0 ≥1 ＆ Y1 Y3 25

18. 时钟控制触发器如图1.1所示， 写出它们的状态方程：

Q1n+1= ， Q2n+1= 。

19. 寄存器以来暂存二进制代码，在时钟脉冲作用下，能完成对数据的清除、接收、 和输出（或移位）。

20. 图1.2是由D触发器接成的 电路，试问当R= 0 时，寄存器的输出Q0Q1Q2Q3

D= ；若UI = 1，当第二CP脉冲到来时，寄存器的输出Q0Q1Q2Q3 = 。

Q0 RD UI CP 图1.2 RD Q D Q1 RD Q D Q2 RD Q D Q3 RD Q D

21. 按各个触发器状态转换与CP的关系，计数器可分为 计数器和异步计数器。按计数长度，计数器可分为 计数器和 计数器。

22. 用三个触发器组成的计数器最多可有 个有效状态，它称为 进制计数器。若要构成六进制计数器，最少用 个触发器，有 个无效状态。

23. 若有构成七进制计数器，最少用 个触发器，它有 个无效状态。

24. 下表为四位二进制可逆计数器74LS191的功能表，由表可知 为加减法控制端。当值为 时作减法计数； 为预置数控制端。当值为 时，为有效电平。

SD LD M 0 1 × × CP ↑ ↑ × × 工作状态 加法计数 减法计数 预置数 复位 0 0 × 1 1 1 0 1

25.某计数器的状态转换图如图1.3所示，试问 该计数器是一个 进制 计数器， 它有 个无效状态，该电路 自启动。

111 000 001

110 010 图1.3

011

101 100

36

26. 某计数器的输出波形如图所1.4示，该计数 进制计数器，有 个无效状态，画出该计数器的状态图。

27. 施密特触发器是一种脉冲 电路，具有两个 的电路，用于脉冲波形的 和 。

UO ΔUT UI 图1.4 图1.5 28. 施密特触发器的电压传输具有 特性，因此它的抗干扰能力 。在图1.5所示的特性曲线中，将ΔUT叫做 ，施密特触发器是一种对波形 电路。

29. 单稳态触发器是一种脉冲整形电路，多用于脉冲波形的整形、 和 。它有一个 和一个暂稳态，暂稳态维持时间的长短由 决定，与触发脉冲无关。 30. 多谐振荡器是一种脉冲产生电路，它不需要外加输入信号，而使电路能够周而复始地振荡，电路必须接成 ；多谐振荡器没有 状态，只有两个 ，振荡周期的长短取决于定时元件RC的 时间。

31. 单稳态触发器是一种脉冲 电路，一个由555电路构成的单稳态触发器，已知定时元件R、C的值，则脉冲宽度tW约为 RC。

32. 图1.6是用555定时器组成的 触发器，该电路的主要参数脉冲周期T≈ 。 33.由555电路组成的多谐振荡器振荡周期的估算公式T= 。

34. 图1.7是用CMOS门电路做成的 触发器，高电路的主要参数脉冲宽度tw = 。

R1 8 4 7 3 R2 6 2 1 5 C 图1.6

二、选择题

UCCd uo uI R0.01μF 图1.7 ≥1 UDC R D 1 1．在逻辑时序电路中 。

A．必定有触发器 B．必定无触发器 C．有无触发器应视具体情况而定 2. 在以下各电路中， 属于时序电路。

37

A. 译码器 B. 计数器 C. 数据分配器 D. ROM电路 E. 触发器

3. 由两个与非门构成的基本RS触发器，其约束方程为： 。

A.S?R?1 B.S?R?0 C.Qn?1?S?RQn

4. 由两个与非门构成的基本RS触发器，其约束条件为 。

A.不允许从S?1，R?1变为R?1,S?0 B.不允许从S?1，R?1变为R?0,S?0 C.不允许从S?0，R?0变为R?1,S?1

5. JK触发器的特性方程是 （触发器输入用A、B表示）。

?AQ?BQ B. Q A. Q6. D触发器 。

n?1nnn?1?A?BQ C. Qnn?1?AQn?AQ

nA.只有置0功能 B. 只有置1功能 C. 具有置0和置0功能 7．T触发器 。

A．可实现三种逻辑功能 B．可实现两种逻辑功能 C．只能实现一种逻辑功能 8. 在下图所示的触发器电路中，能实现Qn+1=Qn功能的有图 。

CP

“0”

CP

1D Q C1 Q (a) 1T Q C1 Q (d) “0” CP “1” CP 1J Q C1 1K (b) 1J Q C1 1K E (e) n1S Q CP C1 1R Q (c) 1T Q C1 Q (f) “1” CP 9. 下图所示的触发器电路中，能实现Qn?1?Q功能的有 。 1T Q A 1J Q CP CP C1 C1 1K Q A B 10. 对于同步时序电路而言 。 C.电路中各触发器由同一时钟触发

11. 在同步时序电路的分析中，得到一个关系式Q0输入逻辑变量），则上式为 。

A.驱动方程 B.状态方程 C.特性方程

38

n?11S Q CP C1 1R Q C 1D Q C1 Q D A.电路由同一类型出发器构成 B.电路中触发器必须具有复位功能

n?D0?Q0；Q1n?1?D1?Q1Q0X（X为

nn12. 施密特触发器常用于对脉冲波形的 。 A.延时和定时 B.计数与寄存 C.整形与变换 13. 施密特触发器 。

A.具有两个不同的输入阈值电压值 B.由电路中的电容的充放电决定两种阈值电压值 C.通常具有1/3UCC和2/3UCC两种输出电压值

14. 由555电路组成的多谐振荡器，其2脚（触发端）和6脚（阈值端）是 。 A.连接在一起的 B.不连接一起的 C.连接或不连接由电路要求而定 15. 555电路构成的多谐振荡器 。

A.管脚2、6及输入信号连接在一起 B.管脚2、7连接在一起 C.管脚2、6及连接在一起，管脚7连接充放电电阻在一起

16. 由555电路组成的多谐振荡器，其振荡周期估算公式T=0.69（R1+2R2）C中，R2指 。 A．仅在充电的路径上的电阻 B．仅在放电的路径上的电阻 C．充电及放电的路径上的电阻 三、问答题

1. 说明四种不同结构的触发器（基本RS触发器、门控触发器、主从结构触发器、边沿触发器）各自状态转换的动作特点。

2. 主从触发器与边沿型触发器在CP脉冲动作上的区别。 3. 简述同步时序电路的一般分析方法。

4. 试说明多谐振荡器、单稳触发器和施密特触发器的工作特点及每种触发器的主要用途。 5. 简述施密特触发电路的主要用途和传输特性的特点。

6．教材P186图6.2.20为R-S触发器的状态转换图。根据R-S触发器的工作原理及触发器的现态，简述其实现的逻辑功能。

Q1 Q1 J Q K SD＆ ＆ A CP Q2 A CP D Q Q Q3 ＆ ＆ “1” 1 CP CP A B Q B A

四、电路分析与设计题

图4.1 39

1. 触发器电路如图4.1所示。试根据给定的CP及输入波形，画出对应的输出Q1、Q2和Q3的 波形。初始状态均为0。

2. 触发器电路如图4.2所示,根据给定输入波形对应画出输出Q的波形。设触发器初试状态为0。 A B

& Q1 A & & Q

A CP & “1” Q2 B S 1J C1 1K R Q3 CP & Q1 1 CP A B

图4.2 & 3. 由两个触发器构成的时序电路如图4.3所示，且设初始状态Q1=Q2=“1”。试根据CP波形图，画出Q1、Q2的输出波形图。 “1” Q1 Q2 1D 1J Q1 Q2 “1” 1J Q D CP Q Q CP C1 Q C1 C1 x 1K CP CP 图4.4 图4.3 4. 触发器电路如图4.4所示。试根据给定输入波形对应画出输出Q的波形。设触发器的初始状态为0。

5.

触发器电路如图4.5所示，试根据CP及输入波形画出输出Q1、Q2和Q3端的波形，设触发器

初始态均为0。

6．分析图4.6所示电路： （1）写出QA、QB的输出方程。 （2）画出状态转换图。

& A

CP

D Q C1 Q1 A CP T Q C1 Q2 CP J Q C1 K Q3 40

图4.5

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