第2章习题解答

第2章 逻辑门电路

2.1 二极管门电路如图P2.1所示，已知二极管D1、D2导通压降为0.7V，试回答下列问题： （1）A接10V，B接0.3V时，输出VO为多少伏？

5V （2）A、B都接10V时，VO为多少伏？

R （3）A接10V，B悬空，用万用表测量B端电压时，VB

D1 10k 为多少伏？ A （4）A接0.3V，B悬空，用万用表测量B端电压时，VB

D2 VO 电位时应为多少伏？ B （5）A对地接10kΩ电阻，B悬空，用万用表测量B端

图P2. 1 电压时，VB电位时应为多少伏？

解：（1）A接10V，B接0.3V时，假设D1截止，D2导通，则V0?0.3V?0.7V?1V。 （2）A、B都接10V时，D1截止，D2截止，则V0?5V。

D1截止，D2导通，（3）A接10V， B悬空，用万用表测量B端电压时， VB?5?0.7?4.3V。

（4）A接0.3V，B悬空，用万用表测量B端电压时，D1,D2均导通，VB?0.3V。 （5）A对地接10kΩ电阻，B悬空，用万用表测量B端电压时，

VB?5?0.74.3?10??2.15V。

10?102

2.2 在图P2.2（a）、（b）两个电路中，试计算当输入电压vI分别为0V、5V和悬空时输出电压vO的数值，并指出三极管都工作在什么状态。假定三极管导通以后vBE?0.7V，电路参数如图中所标注。

?10V

?10V

2k 3k T2k TvI 5.0k 20k ( a ) vO

vI 20k vO

??30??30?10V 5.0k ( b ) ?10V 图P2.2

解: 图（a）

1）当输入端空时：则VBE??10V，三极管工作在截止状态，V0?10V?VOH。 2) 当输入端接有VI时，利用戴维宁定理将接到三极管基极，发射极的外电路简化为等效电路RE串联的单回路，如图所示，

13

VI?1020*5*5 RE??4K?。

20?520?510若VI?0V，则VE??*5??2V，因此，三极管工作在截止状态，V0?VOH。

255?10若VI?5V，则Vz?5?*5?5?3?2V

20?5V?VBE2?0.71.3IB?z?mA??0.325mA。

RE44其中VE?VI?临饱和基极电流为

IBS?10?VBE10?0.3?mA?0.16mA BRc30*2IB?IBS，

因此，三极管工作在饱和导通状态，

VO?VCES?0.3V?VOL。

图（b）：

V?1）当输入端空时：则BEV0?10V?VOH。

5?20?10V??6.4V，三极管工作在截止状态，

3?20?52) 当输入端接有VI时，利用戴维宁定理将接到三极管基极，发射极的外电路简化为等效电路RE串联的单回路，如图所示，

VI?1020*5*20 RE??4K?。

20?520?510若VI?0V，则VE??*20??8V，因此三极管工作在截止状态，V0?VOH。

25其中VE?VI?

14

若VI?5V，则VE?5?5?10*20?5?12??V7，因此三极管工作在截止状态，20?5V0?VOH。

2.3 分析图P2.3所示各电路的逻辑功能，写出输出函数Y的逻辑表达式。

+VDD Y' A B Y C D

图P2.3

解：方法(I)：真值表如下 A B 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 C D ? ? Y 0 0 0 1 1 1 0

? ? ? ? 0 0 0 1 1 0 1 1 Y?AB(C?D)

方法(II)：

'??Y?1,Y?0??'?CD?A B?'? 所以 Y?CD?Y??Y?0,Y?CD??2.4分析图P2.4(a)(b)所示电路的逻辑功能，写出输出函数Y的逻辑表达式。

15

+VDD +VDD E B Y A B A (a) 图P2.4 (b) Y' C D Y － E

解：图 (a)真值表如下：

A 0 0 1 1 Y?A?B

图(b)

'??CD?1,Y?0??' 所以 Y?0?CD?AB?CD?AB?CD ??'CD?0,Y?AB????B 0 1 0 1 Y 0 1 1 0 E?1,Y?Y'?AB?CD;E?0,Y为高阻态。

2.5分析图P2.5所示电路的逻辑功能，写出输出函数Y的逻辑表达式。

+VCC

T3 R4 R1 R2 R3 A B C T’1 T’2 T’3 D E T1 T2 R5 T4 Y T5 R6 图P2.5

解：A?0,T’1的基极电位是1伏，则T’2、T’3截止，Y?DE；A?1，T’1的发射结截止、集电结导通，电路组成与或非门：Y?BC?DE。所以

Y?A?DE?A?BC?DE

2.6 试说明在下列情况下，用万用电表测量图P2.6的?I2端得到的电压各为多少：

16

（1）?I1悬空； （2）?I1接低电平（0.3V）； （3）?I1接高电平（3.2V）； （4）?I1经51?电阻接地；

（5）?I1经10k?电阻接地。

已知门电路为74H系列与非门，万用表使用5V量程，内阻为20kΩ/V。

解：见图2.6及图p2.6,此时V12相当于经100K?电阻接地，

vI1 vI2

V & 图P2.6

假定与非门输入端的多发射极三极管，每个发射结的导通压降均为0.7V，则有

（1）因为当V11悬空时，VB1?Vbc1?Vbe2?Vbe5?0.7V?0.7V?0.7V?2.1V（把VB1钳制在2.1V），所以V12?VB1?Vbe?2.1V?0.7V?1.4V（把V12钳制在1.4V），即V12?1.4V。 同理：

VB1?VI1?Vbe1?0.3V?0.7V?1.0V（把VB1钳在0.9V）（2）因为当VI1接低电平（0.3V）时，，所以VI2?VB1?Vbe?1.0V?0.7V?0.3V（把VI2钳制在0.3V），即VI2?0.3V。

VB1?Vbc1?Vbe2?Vbe5?0.7V?0.7V?0.7V?2.1V（把（3）因为当V11接高电平（3.2V）时，

VB1钳制在2.1V），所以VI2?VB1?Vbe?2.1V?0.7V?1.4V（把VI2钳制在1.4V），即VI2?1.4V。

（4）因为当VI1经电阻51?接地时，VB1?VI1?Vbe1?0V?0.7V?0.7V（把VB1钳制在0.7V），所以VI2?VB1?Vbe?0.7V?0.7V?0V（把VI2钳制在0V），即VI2?0V. （5）因为当VI1经10K?电阻接地时，VB1?Vbc1?Vbe2?Vbe5?0.7V?0.7V?0.7V?2.1V（把VB1钳制在2.1V），所以VI2?VB1?Vbe?2.1V?0.7V?1.4V（把VI2钳制在1.4V），即

VI2?1.4V。

2.7 在图P2.7所示的TTL门电路中，已知关门电阻ROFF =700Ω，开门电阻RON =2KΩ，分析各图的输出函数的状态。

1 5K (a) 悬空 2.7K ≥1 Y6 (f) 悬空 VIH

(g) & & Y1 悬空 5K & Y2 1 51 & Y3 1 & Y4 1 ≥1 Y5 (b) (c) 3K ≥1 Y8 51 (h) (d) 3K 5V 5K & (e) Y7 5V Y9 (i) 图P2.7

解：（a）低 （b）低 （c）高 （d）高 （e）低 （f）低 （g）低 （h）低 （i）低

2.8 图P2.8中的门电路均为TTL门电路，三极管导通时VBE =0.7V,若VIH =3.6V，VIL =0.3V，VOHmin=3V，VOLmax=0.4V，IOLmax=15mA，IOHmax=0.5mA。试回答下列问题。 (a)图中，要使Y1?AB、Y2?AB，试确定R的取值范围。

17

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/utot.html