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D 1、D 2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V O 为多少伏？

（2）A 、B 都接10V 时，V O 为多少伏？

（3）A 接10V ，B 悬空，用万用表测量B 端电压时，V B

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

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

电压时，V B 电位时应为多少伏？

解：（1）A 接10V ，B 接0.3V 时，假设1D 截止，2D 导通，则00.30.71V V V V =+=。 （2）A 、B 都接10V 时，1D 截止，2D 截止，则05V V =。

（3）A 接10V ， B 悬空，用万用表测量B 端电压时，1D 截止，2D 导通， 50.7 4.3B V V =-=。

（4）A 接0.3V ，B 悬空，用万用表测量B 端电压时，12,D D 均导通，0.3B V V =。 （5）A 对地接10k Ω电阻，B 悬空，用万用表测量B 端电压时，

50.7 4.3

10 2.1510102

B V V -=

⨯==+。

2.2 在图P 2.2（a ）、（b ）两个电路中，试计算当输入电压I v 分别为0V 、5V 和悬空时输出电压O v 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V v BE 7.0=，电路参数如图中所标注。

解: 图（a ）

1）当输入端空时：则10BE V V =-，三极管工作在截止状态，010OH V V V ==。 2) 当输入端接有I V 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E R 串联的单回路，如图所示，

图P2.2

O v

O v

V 10+

B 图P2. 1

其中10*5205I E I V V V +=-+ 20*5

4205

E R K ==Ω+。

若0I V V =，则10

*5225E V V =-=-，因此，三极管工作在截止状态，0OH V V =。

若5I V V =，则510

5*5532205

z V V +=-=-=+

20.7 1.30.32544

z BE B E V V I mA mA R --====。

临饱和基极电流为

10100.3

0.1630*2

BE BS c V I mA mA BR --=

== B BS I I >，

因此，三极管工作在饱和导通状态，

0.3O CES OL V V V V ===。

图（b ）：

1）当输入端空时：则520

10 6.43205

BE

V V V ⨯=-=-++，三极管工作在截止状态，

010OH V V V ==。

2) 当输入端接有I V 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E R 串联的单回路，如图所示，

其中10*20205I E I V V V +=-

+ 20*5

4205

E R K ==Ω+。

若0I V V =，则10

*20825

E V V =-=-，因此三极管工作在截止状态，0OH V V =。

若5I V V =，则510

5*205127205

E V V +=-

=-=-+，因此三极管工作在截止状态，0OH V V =。

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。

解：方法(I)

()Y AB C D =+

方法(II)：

''1,00,Y Y Y Y CD ⎧⎫==⎪⎪

⎨⎬==⎪⎪⎩⎭

所以 'Y C D Y

C D A B =+=+ 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。

图P2.3

A B Y

解：图 (a)真值表如下：

Y A B =⊕

图(b)

'

'

1,00,CD Y CD Y AB ⎧⎫==⎪⎪⎨⎬==⎪⎪⎩⎭

所以 '

0Y CD AB CD AB CD =∙+∙=+ '1,E Y Y ==AB CD =+;0,E 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。

解：0,A =T ’1的基极电位是1伏，则T ’2、T ’3截止，Y DE =；1A =，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2I υ端得到的电压各为多少：

B CC

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

（5）1I υ经10Ωk 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20k Ω/V 。

解：见图2.6及图p2.6,此时12V 相当于经100K Ω电阻接地，

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11V 悬空时，11250.70.70.7 2.1B bc be be V V V V V V V V =++≈++≈（把1B V 钳制在2.1V ），所以121 2.10.7 1.4B be V V V V V V =-≈-≈（把12V 钳制在1.4V ），即12 1.4V V =。 同理：

（2）因为当1I V 接低电平（0.3V ）时，1110.30.7 1.0B I be V V V V V V =+≈+≈（把1B V 钳在0.9V ），所以21 1.00.70.3I B be V V V V V V =-≈-≈（把2I V 钳制在0.3V ），即20.3I V V =。

（3）因为当11V 接高电平（3.2V ）时，

11250.70.70.7 2.1B bc be be V V V V V V V V =++≈++≈（把1B V 钳制在 2.1V ），所以21 2.10.7 1.4I B be V V V V V V =-≈-≈（把2I V 钳制在 1.4V ），即2 1.4I V V ≈。

（4）因为当1I V 经电阻51Ω接地时，11100.70.7B I be V V V V V V =+≈+≈（把1B V 钳制在0.7V ），所以210.70.70I B be V V V V V V =-≈-≈（把2I V 钳制在0V ），即20I V V =. （5）因为当1I V 经10K Ω电阻接地时，11250.70.70.7 2.1B bc be be V V V V V V V V =++≈++≈（把1B V 钳制在2.1V ），所以21 2.10.7 1.4I B be V V V V V V =-≈-≈（把2I V 钳制在1.4V ），即

2 1.4I V V ≈。

2.7 在图P 2.7所示的TTL 门电路中，已知关门电阻R OFF =700Ω，开门电阻R ON =2K Ω，分析各图的输出函数的状态。

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V BE =0.7V,若V IH =

3.6V ，V IL =0.3V ，V OHmin =3V ，V OLmax =0.4V ，I OLmax =15mA ，I OHmax =0.5mA 。试回答下列问题。 (a)图中，要使AB Y 1=、AB Y 2=，试确定R 的取值范围。

V IH

图P2.7

(g) 图P2.6

v