第3章-门电路-课后答案

第3章-门电路-课后答案

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第三章 门 电 路

【题3.1】 在图3.2.5所示的正逻辑与门和图3.2.6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。 图3.2.5的负逻辑真值表

图3.2.6的负逻辑真值表

【题3.5】已知CMOS 门电路的电源电压5DD

V

V

=，静态电源电流2DD

I

A

μ=，输入信

号为200Z

KH 的方波（上升时间和下降时间可忽略不计），负载电容200L

C pF

=，功

耗电容20pd

C

pF

=，试计算它的静态功耗、

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动态功耗、总功耗和电源平均电流。 【解】 静态功耗 621050.01S DD DD P I V mW mW

-==⨯⨯=

动态

功

耗

()()2

12

5

2

20020102105 1.10D L pd DD P C C fV mW mW -=+=+⨯⨯⨯⨯=

总功耗

0.01 1.10 1.11TOT S D P P P mW

=+=+= 电源平均电流

1.11

0.225

TOT DD DD

P I mA mA V =

=

=

【题3.5】已知CMOS 门电路工作在5V 电源电压下的静态电源电流5A μ，在负载电容100L

C pF 为，输入信号频率为500Z

KH 的

方波时的总功耗为1.56mW 试计算该门电路的功耗电容的数值。 【解】

首先计算动态功耗

()31.565510 1.54D TOT S

TOT DD DD

P P P P I V mW mW

-=-=-=-⨯⨯≈ 根据()2

D

L

pd DD

P C

C fV =+得

312252

1.541010010135105D

pd L DD

P C C F pF fV --⎛⎫⨯=

-=-⨯≈ ⎪⨯⨯⎝⎭

【题3.7】试分析图P3.7 中各电路的逻辑功能，写出输出逻辑函数式。

A

B C

DD

Y

V DD

Y

（b）

A

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A B

D

C INH

V DD

Y

图P3.7

【解】 （a ）Y A B C =++ （b ）Y A B C =•• （c ）Y AB CD INH =+•

【题3.11】 在图P3.11的三极管开关电路中,若输入信号I

v 的高、低电平分别为

50IH IL V V V V

==、,试计算在图中标注的参数下

能否保证I

IH

v

V =时三极管饱和导通、I

IL

v

V =时三极管可靠地截止？三极管的饱和导

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通压降()

0.1CE sat V

V

=,饱和导通内阻()

20CE sat R

=Ω

。

如果参数配合不当，则在电源电压和C

R

不变的情况下，应如何修改电路参数？

-10V

+10V

图P3.11

o

v I

v

【解】利用戴维宁定理接至基极与发射极间的外电路化简为由等效电压E

v 和等

效电阻E

R 串联的回路，如图A3.11(a)所

示。其中

10

5.1

18 5.1

I E I v v v +=-

⨯+，18 5.1

3.9718 5.1

E R

K K ⨯=

Ω=Ω

+

若1

0,v V =则 2.2,

E

v

V =-故三极管处于截止状

态，0

10v V

=。

若15v

V

=，则 1.690.7

1.69,0.25,3.97

E BE E

B E v V v

V i mA mA R --==

==

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而

临界饱和基极电

流

()

()

()

()

100.1

0.323010.02CC CE sat BS C CE sat V v I mA

R R β--=

=

=⨯++。可见，

,

B

BS

i I <三极管不饱和，为了使三极管在5I

v

V

=时

能饱和导通，可以减小1

R 的阻值或用β值更大的三极管。

图A3.11(a)

b

e

V E

b

e

I

v E

R

【题3.12】 在图P3.12两个电路中,试计算当输入分别接0V ,5V 和悬空时输出电压0

v 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0.7

BE

v ≈V ，电路参数如图中所注。三极管的饱和导

通压降()

0.1CE sat V

V

=,饱和导通内阻()

20CE sat R

=Ω

。