2集成门电路习题解答

集成门电路习题解答 18

自我检测题

1．CMOS门电路采用推拉式输出的主要优点是 提高速度，改善负载特性 。

2．CMOS与非门多余输入端的处理方法是 接高电平，接电源，与其它信号引脚并在一起。

3．CMOS或非门多余输入端的处理方法是接低电平，接地，与其它信号引脚并接在一起。

4．CMOS门电路的灌电流负载发生在输出 低 电平情况下。负载电流越大，则门电路输出电压越 高 。

5．CMOS门电路的静态功耗 很低 。随着输入信号频率的增加，功耗将会 增加 。 6．OD门在使用时输出端应接 上拉电阻 和电源。 7．三态门有3种输出状态：0态、1态和 高阻态 。

8．当多个三态门的输出端连在一条总线上时，应注意 任何时刻只能有一个门电路处于工作态。

9．在CMOS门电路中，输出端能并联使用的电路有 OD门和 三态门 ； 10．CMOS传输门可以用来传输 数字 信号或 模拟 信号。 11．提高LSTTL门电路工作速度的两项主要措施是采用肖特基三极管和采用有源泄放电路。

12．当CMOS反相器的电源电压VDD＜VTN+VTP（VTN、VTP分别为NMOS管和PMOS管的开启电压）时能正常工作吗？

答：不能正常工作，因为，当反相器输入电压为1/2VDD时，将出现两只管子同时截止的现象，这是不允许的。

13．CMOS反相器能作为放大器用吗？ 答：可以。在反相器的两端跨接了一个反馈电阻Rf就可构成高增益放大器。由于CMOS门电路的输入电流几乎等于零，所以Rf上没有压降，静态时反相器必然工作在vI=vO的状态， vI=vO=VT=VDD/ 2就是反相器的静态工作点。反相器的输入电压稍有变化，输出就发生很大变化。

14．如果电源电压增加5%，或者内部和负载电容增加5%，你认为哪种情况会对CMOS电路的功耗产生较大影响？

解：根据公式PD=（CL+CPD）VDD2f，电源的变化对功耗影响更大。

15．当不同系列门电路互连时，要考虑哪几个电压和电流参数？这些参数应满足怎样的关系？ 解：应考虑以下参数：VOH（min）、VIH（min）、VOL（max）、VIL（max）、IOH（max）、IOL（max）、IIH（max），IIL（max），这些参数应满足以下条件：

VOH（min） ≥VIH（min） VOL（max） ≤VIL（max）

集成门电路习题解答 19

IOH（max）≥ nIIH（max）

IOL（max） ≥ mIIL（max）

16．已知图T2.16所示电路中各MOSFET管的VT=2V，若忽略电阻上的压降，则电路 中的管子处于导通状态。

+5V+5V+5V+5V+5V+1.5V+0V+5V0V+5V

A． B． C． D．

图T2.16

17．三极管作为开关时工作区域是 。 A．饱和区+放大区 B．击穿区+截止区 C．放大区+击穿区 D．饱和区+截止区

18．门电路参数由大到小排列正确的是 。 A．VOH（min）、VIH（min）、VIL（max）、VOL（max） B．VIH（min）、VOH（min）、VOL（max）、VIL（max） C．VOH（min）、VIH（min）、VOL（max）、VIL（max） D．VIH（min）、VOH（min）、VIL（max）、VOL（max）

19．对CMOS门电路，以下 说法是错误的。 A．输入端悬空会造成逻辑出错 B．输入端接510kΩ的大电阻到地相当于接高电平

C．输入端接510Ω的小电阻到地相当于接低电平 D．噪声容限与电源电压有关

20．某集成电路芯片，查手册知其最大输出低电平VOL（max）=0.5V，最大输入低电平VIL（max）=0.8V，最小输出高电平VOH（min）=2.7V，最小输入高电平VIH（min）=2.0V，则其低电平噪声容限VNL= 。

A．0.4V B．0.6V C．0.3V C．1.2V

21．某集成门电路，其低电平输入电流为1.0mA，高电平输入电流为10μA，最大灌电流为8mA，最大拉电流为400μA，则其扇出系数为N= 。

A ．8 B．10 C． 40 D．20

22．设图T2.22所示电路均为LSTTL门电路，能实现F?A功能的电路是 。

集成门电路习题解答 20

G1G2G3VCC1kΩG4A1ENFA&100ΩFA悬空≥1FA=1F

A． B． C． D．

图T2.22

23．设图T2.23所示电路均为CMOS门电路，实现F?A?B功能的电路是 。

A1FA&FAB&≥1FAB≥1FB1B&51kΩ

A． B． C． D．

图T2.23

24．如图T2.24所示LSTTL门电路，当EN=0时，F的状态为 。

A．F?AB B．F?AB C．F?AB D．F?AB

+5V ABB1ENA≥1F&F &EN

C

图T2.24 图T2.25

25．OD门组成电路如图T2.25所示，其输出函数F为 。

A．F?AB?BC B．F?AB?BC C．F?(A?B)(B?C) D．F?AB?BC

习 题

1．写出如图P2.1所示CMOS门电路的逻辑表达式。

集成门电路习题解答 21

VDDT8VDD VDDAT6ABT4T2YBZYCT1DT5T7T3

图P2.1 图P2.2

解：

AB1≥11Y1

Y?A?B（与非门）

2．写出如图P2.2所示CMOS门电路的逻辑表达式。 解：Z?C?D?AB?C?D?AB

3．双互补对与反相器引出端如图P2.3所示，试将其分别连接成：（1）三个反相器；（2）3输入端与非门；（3）3输入端或非门；（4）实现逻辑函数L?C（A?B）；（5）一个非门控制两个传输门分时传送。

14VDD6137VSS84315VSS2VDD1011VDD12VSS9

图P2.3

解：（1）3个反相器

集成门电路习题解答 22

VDD14VDD6137VSS83VDD2VDD15VSS410VDD11VDD12VSS9

（2）3输入与非门

14VDDA6137VSS8BC4315VSSVDD2VDD1011VDD12YVSS9

VDD14VDDA6137VSS8BC4315VSS2VDD1011VDD12VSS9（3）3输入或非门

Y

（4）实现逻辑函数Y?C（A?B）

集成门电路习题解答 23

14VDDC6137VSS8AB3VDD215VDD11VDD12YCVDDABYVSS410VSS9ABC

连接图 等效图

当C=0时，Y=1；当C=1时，Y?A?B （5）一个非门控制两个传输门分时传送

14VDD6137VSS8CY1Y2X2X12VDD315VSS410VDD11VDD12VSS9

4．电路如图P2.4所示，G1为74HC系列CMOS门电路，其数据手册提供的参数为VOL（max）=0.33V，VOH（min）=3.84V，IOL（max）=4mA，IOH（max）= -4mA。三极管T导通时VBE=0.7V，饱和时VCES=0.3V，发光二极管正向导通时压降VD=2.0V。

（1）当输入A、B取何值时，发光二极管D有可能发光？ （2）为使T管饱和，T的β值应为多少？

VCC=+5VDG1ABRC510ΩRB10kΩT&

图P2.4

解：（1）要使发光二极管D发光，必须使T管饱和导通，要使T管饱和导通，必须使

集成门电路习题解答 24

G1输出高电平，即A和B至少有一个为低电平。

（2）为使三极管导通时进入饱和状态，三极管β的选择必须满足IB≥IBS，式中

IBS?IB?VCC?VD?VCES5?2.0?0.35.3??

?RC??0.51?VOH?VBE3.84?0.7??0.314mA RB10代入给定数据后，可求得β≥17。

5．有一门电路内部电路如图P2.5所示，写出Y的真值表，画出相应的逻辑符号。 解：真值表

A EN Y 0 0 0 0 1 高阻 1 0 1 1 1 高阻 逻辑符号

AEN1ENY

6．分析如图P2.6所示电路的逻辑功能，画出其逻辑符号。 ENVDDP1AP2≥1VDDP1TGN1YAN1YB1

图P2.5 图P2.6

解：A、B为电路输入变量，F为输出变量，只要列出真值表，就可判断其逻辑功能。

A B Y 0 0 高阻 0 1 1 1 0 高阻 1 1 0 AB1ENY

7．由三态门构成的总线传输电路如图P2.7所示，图中n个三态门的输出接到数据传

集成门电路习题解答 25

输总线，D0、D1、?、Dn-1为数据输入端，CS0、CS1、?、CSn?1为片选信号输入端。试问：（1）片选信号应满足怎样的时序关系，以便数据D0、D1、?、Dn-1通过总线进行正常传输？（2）如果片选信号出现两个或两个以上有效，可能发生什么情况？（3）如果所有的信号均无效，总线处在什么状态？

1ENCS0BUS11ENG1ENG2GnD0D1CS1CSn-1Dn-1

图P2.7

解：（1）片选信号任何时刻只能有一个为低电平； （2）总线冲突。 （3）高阻态。

8．分析如图P2.8（a）、（b）所示电路的逻辑功能，写出电路输出函数S的逻辑表达式。

ABBTGBBATGSATGSBBB

（a） （b）

图P2.8

解：（1）

A 0 0 1 1

输出S是A和B的异或函数，即S?A?B （2）

A B B 0 1 0 1 S 0 1 1 0 S 集成门电路习题解答 26

0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 输出S是A和B的异或函数，即S?A?B

9．晶体管电路如图P2.9所示，试判断各晶体管处于什么状态？

VCC=12VRC1kΩvI=+6VRB50kΩiBVTβ=50iCRB30kΩiBVCC=5VRC3kΩiCVTβ=20

（a）图P2.9

（b）解：（a）根据图中参数

iB?vI?VBE6?0.7?mA?0.106mA RB50VCC?VCES12?0.3?mA?0.24mA

?RC50?1VCC?VBE5?0.7?mA?0.143mA RB30iBS?因为iB＜iBS，故T1管处于放大状态。 （b）iB?iBS?VCC?VCES5?0.3?mA?0.078mA

?RC20?3因为iB＞iBS，故T2管处于饱和状态。

10．已知电路如图P2.10所示，写出F1、F2、F3和F与输入之间的逻辑表达式。

R01ABF1VCCF3R02CDF2R2R1TVCCVCCRCF-VBB

集成门电路习题解答 27

图P2.10

解：F1?AB，F2?CD，F3?AB?CD，F?AB?CD 11．分析如图P2.11所示电路的逻辑功能，指出是什么门。

R1T1T6T2ABT3T4D1T5D2T7D3T8FR2R3R4R5VCC

图P2.11

解：A、B加不同电平时，T4~T8的通断情况如表所示。 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 T4 off on off on T5 off off on on T6 off off off on T7 on off off off T8 off on on off F 1 0 0 1 电路为OC输出的同或门.

12．图P2.12（a）所示为LSTTL门电路，其电气特性曲线如图P2.12（b）所示。请按给定的已知条件写出电压表的读数（填表P2.12）。假设电压表的内阻≥100kΩ。

ABC&ENVK1vO/V4.3vI/V1.10.20vI/V010kΩR1

（a） （b）

图P2.12

表P2.12 A B C K 电压表读数/ V

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