第2章 逻辑门电路-习题答案

第2章逻辑门电路
2.1 题图2.1(a)画出了几种两输入端的门电路，试对应题图2.1(b)中的A、B波形画出各门的输出F1～
F6的波形。

题图2.1
解:
2.2 求题图2.2所示电路的输出逻辑函数F1、F2。

题图2.2
解:
2.3 题图2.3中的电路均为TTL门电路，试写出各电路输出Y1～Y8状态。

题图2.3
解: Y1=0, Y2=0, Y3=Hi-Z, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0, Y8=0.
2.4 题图2.4中各门电路为CMOS电路，试求各电路输出端Y1、Y2和Y的值。

题图2.4
解: Y1=1, Y2=0, Y3=0.
2.5 6个门电路及A、B波形如题图2.5所示，试写出F1～F6的逻辑函数，并对应A、B波形画出
F1～F6的波形。

题图2.5
解：
2.6 电路及输入波形分别如题图2.6(a)和2.6(b)所示，试对应A、B、C、x1、x2、x3波形画出F端波
形。

题图2.6
解：
2.7 TTL与非门的扇出系数N是多少？它由拉电流负载个数决定还是由灌电流负载决定？
解: N≤8 N由灌电流负载个数决定.
2.8 题图2.8表示三态门用于总线传输的示意图，图中三个三态门的输出接到数据传输总线，D1D2、D3D4、…、D m D n为三态门的输入端，EN1、EN2、EN n分别为各三态门的片选输入端。

试问：EN信号应如何控制，以便输入数据D1D2、D3D4、…、D m D n顺序地通过数据总线传输（画出EN1～EN n 的对应波形）。

题图2.8
解：用下表表示数据传输情况
2.9 某工厂生产的双互补对称反相器（4007）引出端如题图2.9所示，试分别连接成：（1）反相器；
（2）三输入与非门；（3）三输入或非门。

题图2.9
解： (1) 反向器
(2)与非门 (3)或非门
2.10 按下列函数画出NMOS 电路图。

123()()()F AB CD E H G F A B CD AB CD F A B
=+++=+++=⊕
解：
(1)
(2) (3)
2.11 将两个OC门如题图2.11连接，试写出各种组合下的输出电压u o及逻辑表达式。

题图2.11
解:
2.12 写出题图2.12的电路表达式，并对表达式进行简化。

题图2.12
解: C AB C ABC AB Y +=++=
2.13 按下列函数画出CMOS 电路图。

CD AB F +=1
B A F ⊕=2
解：(1)CD AB CD AB F ⋅=+=1
(2) B A B A B A AB AB B A F +=+==⊕=2
2.14 TTL 与非门输入端悬空相当于什么电平？输入端阈值电压V T 等于多少？输出端F = 0时，能带
动几个同类型TTL 与非门？负载个数超出扇出系数越多，输出F 变得越高还是越低？ 解：TTL 与非门输入端悬空相当于高电平；
输入端阈值电压V T =1.4V ；
输出端F = 0时，能带动8个同类型TTL 与非门； 负载个数超出扇出系数越多，输出F 变得越高。

2.15 题图2.15中，G 1为TTL 三态门，G 2为TTL 非门，K 为开关，电压表内阻为200 k Ω。

求下列
情况下，电压表读数F 1和G 2输出电压F 2分别为多少？ （1）A = 0.3 V ，B = 0.3 V ，C = 0.3 V ，K 接通。

（2）A = 0.3 V ，B = 3.6 V ，C = 0.3 V ，K 断开。

（3）A = 3.6 V ，B = 0.3 V ，C = 3.6 V ，K 接通。

（4）A = B = 0 V ，C = 3.6 V ，K 断开。

（5）A = B = 3.63 V ，C = 0.3 V ，K 接通。

题图2.15
解: (1) F 1=3.6V, F 2=0V (2) F 1=3.6V, F 2=0V (3) F 1=3.6V, F 2=0V (4) F 1无读数, F 2=0V (5) F 1=0V, F 2=3.6V
2.16 电路如题图2.16(a)所示，试对应2.16(b)的输入波形画出F 1、F 2的对应波形。

题图2.16
解: EN=0时，F 1=B A +，F 2=B A B A +=⋅
EN=1时，F 1=1，F 2=A 据此刻在图2.16(b)上画出F 1.F 2波形如下：
2.17 写出题图2.17中NMOS 电路的逻辑表达式。

题图2.17
解: (a)ABC C B A Y =++=1
(b)B A B A Y +=+=2 (c)B A B A Y ⊕=⊕=3
2.18 写出题图2.18(a)~(c)中各TTL 电路的输出逻辑表达式F 1、F 2和F 3，并对应题图2.18(d)所示的
输入A 、B 、C 波形画出F 1、F 2、、F 3波形。

题图2.18
解: (a)C A C C A F F C C A C A F C C +=+=⎪⎭
⎪⎬⎫=⊕====⊕===111101,1,0,0,1
(b) C B A C A C B A C A C AB F A F C C AB F C C +=++=+=⎪⎭
⎪⎬⎫======)(,1,0,0,1222
(c)
11,1,01,0,1333=+=⎪⎭
⎪
⎬⎫======C C F F C C F C C
2.19 题图2.19中，G 1、G 2 为“线与”的两个TTL OC 门，G 3、G 4、G 5为三个TTL 与非门，若G 1、
G 2皆输出低电平时，允许灌入的电流I OL 为15 mA ；G 1、G 2门皆输出高电平时允许的I OH 小于200 μA 。

G 3、G 4和G 5它们的低电平输入电流为I IL =1.1 mA ，高电平输入电流I IH =5 μA 。

E c （V CC ）= 5 V ，要求OC 门输出的高电平V OH ≥3.2V , 低电平V OL ≤0.4V ，求负载电阻R L 应选多大。

题图2.19
解：
()()
max min 3
/5.0 3.2
3.27 k (20.230.05)10L CC OH OH IH R V V nI mI -=-+-=
=Ω
⨯+⨯⨯ ()()
min max 3
/5.00.4
0.39 k (153 1.1)10L CC OL OL IL R V V I mI -=---=
=Ω
-⨯⨯ 所以，选定的R L 值应在3.27 k Ω与0.39 k Ω之间，可以取R L = 1～2 k Ω。

2.20 写出题图2.20(a)~(c)各TTL 门电路的输出逻辑表达式F 1、F 2和F 3。

题图2.20
解: (a) '
1A A F +=
(b) '3'2'13211A A A A A A F +=
(c) ()
()B A B A B A B A B A B A AB F ⊕=+=++=⋅=3
2.21 写出题图2.21中CMOS 电路的输出逻辑表达式F 1和F 2。

题图2.21
解:
2.22 画出实现下列逻辑函数的CMOS 电路。

F 1(A 、B 、C ) = AB + C F 2(A 、B 、C ) = AB + CD
解: 1.
2.
2.23 简述CMOS电路驱动TTL电路和TTL电路驱动CMOS电路的技术要求。

解: 1.通过第2章中表2-17可以看出，CMOSCC4000系列电路可以直接驱动TTLCT4000系列电路，这是因为CMOS V OH=4.95V，大于CT4000V IH（2V），V OL=0.05V小于V IL（0.8V）；CMOS
I OH=0.5mA大于I IH（20uA），符合匹配原则，故可以直接驱动。

因为I OL<I IL,故CMOS电路不能直接驱动YYL1000系列。

为了完成CMOS和CT1000系列之间的连接，可通过电平变换电路实现或在CMOS输出端加接电流放大器，常用的CMOS-TTL电平变换电路有CC4049，CC4050等。

2.TTL电路驱动CMOS电路
因为TTL电路的V OH小于CMOS电路的V IH，所以TTL电路不能直接驱动CMOS电路，可采用加上接电阻R UF的办法提高TTL电路的输出高电平，如图所示，R UF的电阻值对于CT1000系列可在209Ω~4.7KΩ之间选择，如果CMOS电路的E D>5V，则须加电平变换电路
2.24 把题图2.24所示的或非门电路变成与或门电路。

题图2.24
解: 与或门电路如右图。

2.25 把题图2.25所示的门电路变换成与非门电路。

题图2.25
解: 与非门电路如右图。