《集成逻辑门电路》练习题及案

《集成逻辑门电路》练习题及答案

[3.1] 在图P3.1（a）、（b）两个电路中，试计算当输入端分别接0V、5V和悬空时输出电压v0的数值，并指出三极管工作在什么状态。假定三极管导通以后vBE≈0.7V，电路参数如图中所注。

P3.1

[解]

（a）当输入端悬空时，vBE=-10V，三极管处于截止状态，v0=10V。当输入端接vI时，可利用戴维宁定理将接至基极与发射极间的外电路化简为由等效电压vE和等效电阻RE串联的单回路，如图A2.1（a）所示。其中

v1?10?5.120＋5.1， RE?20//5.1?4.1k?

若vI=0V，则vE= -2.03V，故三极管处于截止状态，vO?10V。

vE?vI?若vI=5V，则vE=1.95V，

iB?1.95?0.7mA?0.3mA,4.1而临界饱和基极电流

IBS?10?vCES?0.16mA30?2，可见iB?IBS，三极管处于饱和导通状态，v0?VCES?0.3V。

（b）当输入端悬空时，用戴维宁定理可将接至基极与发射极间的外电路等效地化成由vE和RE串联的单回路，如图A2.1（b）所示。其中

vE?5?5?8?（3?4.7)V?1.1V3?4.7?18，

RE?(3?4.7)//18?5.4k?。

所以

iB?5?vCES1.1?0.7mA?0.074mA 。而IBS??0.047mA5.450?2，故iB?IBS,三极管处于饱和导

通状态，v0?VCES?0.3V。

当输入端接有v1时，仍将接到基极与发射极间的外电路简化为vE与RE串联的形式，

如图A2.1（c）所示。其中

vE?vＩ?vＩ?8?4.7V4.7?18， RE?4.7//18?3.7k?

2.3?0.7mA?0.43mA3.7。可见iB?IBS,三极管饱和导

三极管截止，v0?5V。 若vI＝0V，则vE?1.66V，若vI=5V，则vE?2.3V，通，v0?VCES?0.3V。

[2.2] 在图2.3.1所示的正逻辑与门和图2.3.2所示的正逻辑或门电路中，若改用负逻辑，试列出它们的逻辑真值表，并说明Y 和A、B之间是什么逻辑关系。

[解]

图2.3.1的负逻辑真值表 图2.3.2的负逻辑真值表

Y=A+B Y=A·B

A1100A1100B Y 1 1 0 0 1 0 0 0 B Y 1 1 0 1 1 1 0 0 iB?可知：正逻辑的与门是负逻辑的或门，正逻辑的或门是负逻辑的与门。

[2.3] 在图P2.3电路中R1、R2和C构成输入滤波电路。当开关S闭合时，要求门电路的输入电平VIL?0.4V；当开关S断开时，要求门电路的输入电压VIH?4V，试求R1和

R2的最大允许阻值。G1~G5为74LS系列TTL反相器，它们的高电平输入电流II H?20?A，低电平输入电流I I L??0.4mA.。

[解] 当S闭合时R1被短路，故有

R2(max)?VIL0.4?k??0.2k?5IIL5?0.4

当S断开时，门电路的高电平输入电流流经R1和R2，故得到

因此R1(max)VCC?VIH5?4?k??10k?5IIH5?0.02

?(10?0.2)k??9.8k?。

(R1?R2)max?[2.4] 计算图P2.4电路中的反相器GM能驱动多少个同样的反相器。要求GM输出的高、低电平符合V0H?3.2V，VOL?0.25V。所有的反相器均为74LS系列TTL电路，输

, IIH?20?A 。 VOL?0.25V入电流IIL??0.4mA时输出电流的最大值

IOL(max)?8mA , VOH?3.2V时输出电流的最大值为IOH(max)= —0.4mA。GM的输出电阻

可忽略不计。

[解] 根据IOL?8mA时VOL?0.25V的要求可得

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