第3章_门电路 课后答案
数字电路第三章答案
第三章习题答案参考3-1.解:(a)由于74148是优先编码器当6I =0时，由表3-5可知道，当6I =0且7I=1时，编码器会对优先级别高的编码，所以输出就是6I 对应的输出。
此时，,21000,1,0,1;EXS YY Y Y Y =====（b ）和,210()00,1,1,1;EX S a Y Y Y Y Y =====一样，可判断3-2.. 如图所示是用74148和门电路组成的8421BCD 编码器，输入仍为低电平有效，输出为8421DCD 码。
工作原理为：当I 9、I 8无输入（即I 9、I 8均为高平）时，与非门G 4的输出Y 3=0，同时使74148的EI =0，允许74148工作，74148对输入I 0～I 7进行编码。
如I 5=0，则A 2A 1A 0=010，经门G 1、G 2、G 3处理后，Y 2Y 1Y 0=101，所以总输出Y 3Y 2Y 1Y 0=0101。
这正好是5的842lBCD 码。
当I 9或I 8有输入（低电平）时，与非门G 4的输出Y 3=1，同时使74148的EI =1，禁止74148工作，使A 2A 1A 0=111。
如果此时I 9=0，总输出Y 3Y 2Y 1Y 0=1001。
如果I 8=0，总输出Y 3Y 2Y 1Y 0=1000。
正好是9和8的842lBCD 码。
I I 457I 162I I I 03I I I 98I74148组成8421BCD 编码器3-3由于74147时优先编码器，优先级别为从9到1依次降低，而且是低电平有效，对照引脚图与真值表所以有（1）引脚为1.3.5时，看引脚5，即是8I,输出为：0111（2）引脚为2.4.10时，看引脚10，即是9I,输出为：0110（3）引脚为3.5.11时，看引脚5，即是8I,输出为：0111（4）引脚为4.10.12时，看引脚10，即是9I,输出为：0110(5) 引脚为5.10.13时，看引脚10，即是9I,输出为：0110(6) 引脚为10.11.13时，看引脚10，即是9I,输出为：01103-4(1)解：F1(A,B,C)=AB+C=1m+m3+m5+m6+m7=71m mmmm365实现的电路图如下：（2）解：F2（A,B,C）=m1+m2+m4+m5+m6=m6m1m5m2m4实现的电路图如下：(3)解：F 3（A,B,C ）=∑）（5,3,1m =531m m m 实现的电路图如下：（4）解：F 4（A,B,C ）=∑），（6,2,10m =6210m m m m 实现的电路图如下：（5）解：F 5（A,B,C ）=∑），（6,5,30m =6530m m m m 实现的电路图如下：（6）解：F 6（A,B,C ）=∑），（7,5,21m =7521m m m m 实现的电路图如下：（7）解：F7（A,B,C）=∑）m=72（7,6,3，mm2m3m6实现的电路图如下：（8）解：F8（A,B,C）=∑）m=7（7,4,1mm41m实现的电路图如下：3-5(1)解：F1(A,B,C,D)= ∑）9107811132m14,35,612，，，（14，，，，，，，=14mmmmmmmmmmmmm61091112131m823475实现的电路图如下：(2)解：F2(A,B,C,D)= ）11102145m，（15，，，，=15mmmmm10142m115实现的电路图如下：=12mmmmmmm7896452m实现的电路图如下：(4)解：F4(A,B,C,D)= ∑）1011,61m4（14，，，，，，12=14mmmmmmm611120m1041实现的电路图如下：=15mmmmmmm911813472m实现的电路图如下：(6)解：F6(A,B,C,D)= ∑）4,27m9，，，，（11 =11mmmmm290m74实现的电路图如下：3-6 解：利用真值表，可以将Y 换成Y ,易得如下的表达式：A A A A Y123=A A A A Y 01231=A A A Y122=A A A Y 0123=A A A Y 0124= A A A Y125=A A A Y126=A A A Y 0127=A A Y38=A A Y 039=3-7解：根据题3-6的结果，F 1(A,B,C,D)= YY Y 52=A A A A A A A A A A 0120120123=A 3同理可得:F 2(A,B,C,D)= Y Y Y 641=A 3 F3(A,B,C,D)= Y Y Y 973=A A 03波形图如下:3-8解：波形如图所示：3-9解:图中的C in接地,为0,得全加器的函数式: S=B ABA+C o u t=AB+(A+B) C in得：1ACD BCDF=+2()() AB AB CD DF=++ 3-10设计如图所示：3-12解：(1)在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=C 将F 1 (A,B)加多一个C ，换成F 1 (A,B,C)得F 1(A,B)= F1(A,B,C)=∑），，（543,2m 得D2=D3=D4=D5= 1 D0=D1= D6=D7=0（2）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF2(A,B,C)=∑），，（421,0m 得D0=D1=D2=D4=1 D3=D5=D6=D7=0（3）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF3(A,B,C)=∑），，（7,6,5,421m 得D1=D2=D4= D5=D6=D7=1 D0=D3= 0（4）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF4(A,B,C)=∑），，（6,5,4,321,0m 得D0=D1=D2=D3=D4=D5=D6=1 D7=0（5）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=C F4(A,B,C,D)=∑），，（13,12,1198,3m得D4= D6=1 D1= D5=D D0= D2= D3=D7=0（6）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF6(A,B,C)=∑），（6,5,30m 得D0= D3= D5=D6=1 D1=D2= D4=D7=0（7）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF7(A,B,C)=∑），（7,6,31m 得D1= D3= D6= D7=1 D0 =D2= D4= D5= 0（8）在八选一选择器74151中令A2=A ，A1=B ，A0=CF8(A,B,C,D)=∑），，（13,1110,54,3m得D2= D5=1 D1= D6 =DD0= D3= D4=D7=03-13解：设计如图所示：14解：输出的逻辑图如下：得逻辑表达式：Y=DBAA++CDBBA15解：如图所示：。
门电路课后答案
第三章 门 电 路【题3.1】 在图,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。
图图【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、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()()2125220020102105 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 1.110.225TOTDD 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】首先计算动态功耗根据()2D L pd DD P C C fV =+得【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。
【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？【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Ev 和等效电阻E R 串联的回路，如图A3.11(a)所示。
第3章 门电路
TP
+VDD Y
VDD 0 A 0 1 Y 1 0
A
TN
表达式： Y=A’
电压传输特性和电流传输特性
截 止 区 ： TN 截 止 ， TP 导 通 ， 输入低电平， 输出高电平； 电流iD≈0。 使用时不应长 时 间 工 作 在 BC 段，以免因功 耗大而损坏。
山东大学(威海)机电与信息工程学院 邹晓玉 5
客观世界中，没有理想开关
乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分
接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字
电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。
半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用时，
其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。
山东大学(威海)机电与信息工程学院
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动态特性：
二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需 要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。 反向恢复时间tre ：二极管从导通到截止所需的 时间。 一般为纳秒数量级（通常tre ≤5ns ）。
若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失 去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。
(1) 截止区： uGS< UT，未形成导电沟道，id=0 (2) uGS>UT，导电沟道形成，有id产生，分两个区：
可变电阻区： UDS较小， id随UDS线性增加,且UGS越大，
斜率越大，等效电阻越小
可变电 阻区
恒流区：
恒流区
UDS较大, id不随UDS 的增加程学院
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获得高、低电平的基本原理
开关S断开，输出电压为VCC (高电平)； 开关S闭合，输出电压为0 (低电平)；
数电第五版(阎石)第三章课后习题及答案
解： Y1为低电平， Y2为高电平， Y3为高电平， Y4为低电平， Y5为低电平，Y6为高阻态， Y7为高电平， Y8为低电平。
.
【题3.15】说明图P3.15中各门电路的输出是高电平还是低电 平。已知它们都是74HC系列的CMOS电路。
解：Y1为高电平，Y2为高电平，Y3为低电平，Y4为低电平
Y A'B'AB
.
【题3.8】 试画出图3-8（a）（b）两个电路的输出电压波形， 输入电压波形如图（c）所示。
.
输出电压波形 如右图所示：
.
【题3.9】 在图3-21所示电路中，G1和G2是两个OD输出结构 的与非门74HC03，74HC03输出端MOS
管截止电流为IOH(max) 5uA导通时允 许的最大负载电流为IOL(max) 5.2mA
.
•
V V OH3.2 V,OL0.4 V I V IH40 A。 OL0.4 V
VOH 3.2V
IOH(ma)x-0.4mA
IOL(ma)x16mA
VOL 0.4V
NL
IOL(max) IIL
16 10 1.6
VOH 3.2V
NH1 2IOH II(H max)
10.41035 240
.
E ( A) ' , F B ( C) , D G' ( E) ' , H F ( I NG) ' H
YI' H (AB)'(CD)' '(INH)'
(ABCD)'(INH)'
.
.
（d）图P3.7（d）电路可划分为两个反相器电路和两个传输 门电路，如图所示。从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数 式：
数字电子技术基础(第四版)课后习题答案_第三章
第3章[题3.1] 分析图P3.1电路的逻辑功能，写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。
[解]BCAC AB Y BCAC AB C B A ABC Y ++=+++++=21)(B 、C 为加数、被加数和低位的进位，Y 1为“和”，Y 2为“进位”。
[题3.2] 图P3.2是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图，写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时，Y 1～Y 4的逻辑式，列出真值表。
[解]（1）COMP=1、Z=0时，TG 1、TG 3、TG 5导通，TG 2、TG 4、TG 6关断。
3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===， 4324A A A Y ++=（2）COMP=0、Z=0时，Y 1=A 1， Y 2=A 2， Y 3=A 3， Y 4=A 4。
COMP =0、Z=0的真值表从略。
[题3.3] 用与非门设计四变量的多数表决电路。
当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1，输入为其他状态时输出为0。
[解] 题3.3的真值表如表A3.3所示，逻辑图如图A3.3所示。
ABCD D ABC D C AB CD B A BCD A Y ++++= BCD ACD ABC ABC +++=B C D A C D A B D A B C ⋅⋅⋅=[题3.4] 有一水箱由大、小两台泵M L 和M S 供水，如图P3.4所示。
水箱中设置了3个水位检测元件A 、B 、C 。
水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。
现要求当水位超过C 点时水泵停止工作；水位低于C 点而高于B 点时M S 单独工作；水位低于B 点而高于A 点时M L 单独工作；水位低于A 点时M L 和M S 同时工作。
试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路尽量简单。
[解] 题3.4的真值表如表A3.4所示。
第三章 门电路
第三章门电路第三章门电路3.1 概述TTL电路问世几十年来，经过电路结构的不断改进和集成工艺的逐步完善，至今仍广泛应用，几乎占据着数字集成电路领域的半壁江山。
把若干个有源器件和无源器件及其连线，按照一定的功能要求，制做在同一块半导体基片上，这样的产品叫集成电路。
若它完成的功能是逻辑功能或数字功能，则称为逻辑集成电路或数字集成电路。
最简单的数字集成电路是集成逻辑门。
集成逻辑门，按照其组成的有源器件的不同可分为两大类：一类是双极性晶体管逻辑门；另一类是单极性绝缘栅场效应管逻辑门，简称MOS门。
双极性晶体管逻辑门主要有TTL门(晶体管-晶体管逻辑门)、ECL门(射极耦合逻辑门)和I2L门(集成注入逻辑门)等。
单极性MOS门主要有PMOS门(P沟道增强型MOS 管构成的逻辑门)、NMOS门(N沟道增强型MOS管构成的逻辑门)和CMOS门(利用PMOS管和NMOS管构成的互补电路构成的门电路，故又叫做互补MOS门门电路：实现基本运算、复合运算的单元电路，如与门、与非门、或门……门电路中以高/低电平表示逻辑状态的1/0获得高、低电平的基本原理如图1所示。
图1高/低电平都允许有一定的变化范围如图2所示。
正逻辑：高电平表示1，低电平表示0负逻辑：高电平表示0，低电平表示1图 2 3.2 半导体二极管门电路二极管的结构如图3所示：PN结+ 引线+ 封装构成图33.2.1二极管的开关特性如图4，高电平：V IH=V CC，低电平：V IL=0图43.2.2二极管与门最简单的与门可以用二极管和电阻组成,图5是有两个输入端的与门电路。
图中A，B为两个输入变量，Y为输出变量。
图5 二极管与门电路及图形符号设VCC=5V，A，B输入端的高、低电平分别为VIH=3V，VIL=0V，二极管D1，D2的正向导通压降VDF=0.7V。
由图可见，A，B当中只要有一个是低电平0V，则必有一个二极管导通，使Y=0.7V。
只有A，B同时为高电平3V时，Y才为3.7V。
课后习题答案_第3章_门电路
数字电子技术基础第三章习题答案3-1 如图3-63a~d所示4个TTL门电路，A、B端输入的波形如图e所示，试分别画出F1、F2、F3和F4的波形图。
略3-2 电路如图3-64a所示，输入A、B的电压波形如图3-64b所示，试画出各个门电路输出端的电压波形。
略3-3 在图3-7所示的正逻辑与门和图3-8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F和A、B之间是什么逻辑关系。
答：（1）图3-7负逻辑真值表F与A、B之间相当于正逻辑的“或”操作。
（2）图3-8负逻辑真值表F与A、B之间相当于正逻辑的“与”操作。
3-4 试说明能否将与非门、或非门、异或门当做反相器使用？如果可以，各输入端应如何连接？答：三种门经过处理以后均可以实现反相器功能。
(1)与非门: 将多余输入端接至高电平或与另一端并联；(2)或非门：将多余输入端接至低电平或与另一端并联；(3) 异或门：将另一个输入端接高电平。
3-5 为了实现图3-65所示的各TTL 门电路输出端所示的逻辑关系，请合理地将多余的输入端进行处理。
答：a ）多余输入端可以悬空，但建议接高电平或与另两个输入端的一端相连；b)多余输入端接低电平或与另两个输入端的一端相连；c) 未用与门的两个输入端至少一端接低电平，另一端可以悬空、接高电平或接低电平；d ）未用或门的两个输入端悬空或都接高电平。
3-6 如要实现图3-66所示各TTL 门电路输出端所示的逻辑关系，请分析电路输入端的连接是否正确？若不正确，请予以改正。
答：a ）不正确。
输入电阻过小，相当于接低电平，因此将Ω50提高到至少2K Ω。
b) 不正确。
第三脚V CC 应该接低电平。
c ）不正确。
万用表一般内阻大于2K Ω，从而使输出结果0。
因此多余输入端应接低电平，万用表只能测量A 或B 的输入电压。
3-7 （修改原题，图中横向电阻改为6k Ω，纵向电阻改为3.5 k Ω,β=30改为β=80） 为了提高TTL 与非门的带负载能力，可在其输出端接一个NPN 晶体管，组成如图3-67所示的开关电路。
数字电子技术习题答案
习题答案第一章数制和码制1．数字信号和模拟信号各有什么特点?答：模拟信号——量值的大小随时间变化是连续的。
数字信号——量值的大小随时间变化是离散的、突变的（存在一个最小数量单位△）。
2．在数字系统中为什么要采用二进制?它有何优点?答：简单、状态数少，可以用二极管、三极管的开关状态来对应二进制的两个数。
3.二进制：0、1；四进制：0、1、2、3；八进制：0、1、2、3、4、5、6、7；十六进制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
4.(30.25)10=( 11110.01)2=( 1E.4)16。
(3AB6)16=( 0011101010110110)2=(35266)8。
(136.27)10=( 10001000.0100)2=( 88.4)16。
5.B E6.ABCD7.(432.B7)16=( 010*********. 10110111)2=(2062. 556)8。
8.二进制数的1和0代表一个事物的两种不同逻辑状态。
9.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数；符号位为1表示负数。
这种表示法称为原码。
10.正数的反码与原码相同，负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
11.正数的补码与原码相同，负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
12.在二进制数的前面增加一位符号位。
符号位为0表示正数；符号位为1表示负数。
正数的反码、补码与原码相同，负数的反码即为它的正数原码连同符号位按位取反。
负数的补码即为它的反码在最低位加1形成。
补码再补是原码。
13.A:(+1011)2的反码、补码与原码均相同：01011；B: (-1101)2的原码为11101，反码为10010，补码为10011.14.A: (111011)2 的符号位为1，该数为负数，反码为100100，补码为100101. B: (001010)2 的符号位为0，该数为正，故反码、补码与原码均相同：001010.15.两个用补码表示的二进制数相加时，和的符号位是将两个加数的符号位和来自最高有效数字位的进位相加，舍弃产生的进位得到的结果就是和的符号。
数字电路第三章习题与答案
第三章集成逻辑门电路一、选择题1、三态门输出高阻状态时,( )就是正确的说法。
A、用电压表测量指针不动B、相当于悬空C、电压不高不低D、测量电阻指针不动2、以下电路中可以实现“线与”功能的有( )。
A、与非门B、三态输出门C、集电极开路门D、漏极开路门3.以下电路中常用于总线应用的有( )。
A、TSL门B、OC门C、漏极开路门D、CMOS与非门4.逻辑表达式Y=AB可以用( )实现。
A、正或门B、正非门C、正与门D、负或门5.TTL电路在正逻辑系统中,以下各种输入中( )相当于输入逻辑“1”。
A、悬空B、通过电阻2、7kΩ接电源C、通过电阻2、7kΩ接地D、通过电阻510Ω接地6.对于TTL与非门闲置输入端的处理,可以( )。
A、接电源B、通过电阻3kΩ接电源C、接地D、与有用输入端并联7.要使TTL与非门工作在转折区,可使输入端对地外接电阻RI( )。
A、＞RONB、＜ROFFC、ROFF＜RI＜ROND、＞ROFF8.三极管作为开关使用时,要提高开关速度,可( )。
A、降低饱与深度B、增加饱与深度C、采用有源泄放回路D、采用抗饱与三极管9.CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点就是( )。
A、微功耗B、高速度C、高抗干扰能力D、电源范围宽10.与CT4000系列相对应的国际通用标准型号为( )。
A、CT74S肖特基系列B、 CT74LS低功耗肖特基系列C、CT74L低功耗系列D、 CT74H高速系列11.电路如图(a),(b)所示,设开关闭合为1、断开为0;灯亮为1、灯灭为0。
F 对开关A、B、C的逻辑函数表达式( )。
F1F 2(a)(b)Ａ.C AB F =1 )(2B A C F +=Ｂ.C AB F =1 )(2B A C F +=Ｃ. C B A F =2 )(2B A C F +=12.某TTL 反相器的主要参数为IIH ＝20μA;IIL ＝1、4ｍA;IOH ＝400μA;水IOL ＝14ｍA,带同样的门数( )。
数电-第三章逻辑门电路
了解和掌握常见时序逻辑电路的原理和应用，如寄存器、 计数器、顺序脉冲发生器等。
可编程逻辑器件应用
1 2
可编程逻辑器件简介
了解可编程逻辑器件的基本概念和分类，如PAL、 GAL、CPLD、FPGA等。
可编程逻辑器件编程
学习使用相应的开发工具和编程语言，对可编程 逻辑器件进行编程和配置，实现特定的逻辑功能。
典型组合逻辑电路
了解和掌握常见组合逻辑电路的 原理和应用，如编码器、译码器、
数据选择器、比较器等。
时序逻辑电路分析与设计
时序逻辑电路分析
分析时序逻辑电路的工作原理，包括触发器的状态转换、 时钟信号的作用等，进而理解电路的功能。
时序逻辑电路设计
根据实际需求，设计实现特定功能的时序逻辑电路。包括 确定输入、输出变量，选择适当的触发器类型，画出状态 转换图或时序图等步骤。
数电-第三章逻辑门 电路
• 逻辑门电路基本概念 • 基本逻辑门电路 • 复合逻辑门电路 • 逻辑门电路应用 • 逻辑门电路实验与仿真 • 逻辑门电路总结与展望
目录
Part
01
逻辑门电路基本概念
逻辑门定义与分类
逻辑门定义
逻辑门是数字电路中的基本单元 ，用于实现基本的逻辑运算功能 ，如与、或、非等。
逻辑符号为带有小圆圈的与门符号。
或非门电路
01
02
03
或非门逻辑功能
实现输入信号的逻辑或操 作，并取反输出结果。
或非门符号
逻辑符号为带有小圆圈的 或门符号。
或非门真值表
输入全为0时，输出为1； 输入有1时，输出为0。
异或门电路
异或门逻辑功能
实现输入信号的异或操作， 即输入信号相同时输出为0， 不同时输出为1。
脉冲与数字电路第三章门电路
工作温度：军品（54系列） –55 ~ +125摄氏度
民品（74系列） 0 ~ +70摄氏度
工作电压：推荐值 5V
极限值+-0.5
功耗：PH=ICCHVCC
PL=ICCLVCC
平均功耗P=(PL+ PH)/2
5、晶体管-晶体管逻辑门(TTL)
标准TTL门: 低电平<0.8V,高电平〉2V
结论：1.TTL电路的输入不能为负； 2.TTL门电路的输入端在输入低电平时
电流高于输入为高电平的电流。
6、TTL逻辑门外部特性和参数 转 移 特 性 曲 线
1>域值电平：1.0V(LS),1.4V（标准） 2>关门电平：VOFF=VILMAX=0.8V
3>开门电平: VON=VIHMIN=2.0V
驱动同类门数目少；传输延迟大，已淘汰。
2、二极管-晶体管逻辑门(DTL)
电路符号
特点：输出高电平时，驱动的同类门输入二极管截止，
不影响负载能力。传输延迟也较大，已淘汰。
3、晶体管-晶体管逻辑门(TTL) 1>标准TTL门
低电平<0.8V
高电平〉2V
特点：可以提供较大的输出拉电流和灌电流。 传输延迟大，功耗大。
4、 TTL逻辑门外部特性和参数
1>域值电平： 1.0V(LS),1.3V(S),1.5V(F),1.4V（标准） 2>关门电平：VOFF=VILMAX=0.8V 3>开门电平: VON=VIHMIN=2.0V 4>高电平噪声容限：VNH= VOHMIN - VIHMIN 5>低电平噪声容限: VNL= VILMAX – VOLMAX 6>输入输出特性和参数(p88) VILMAX, VIHMIN,VOLMAX, VOHMIN IILMAX,IIHMAX,IOLMAX,IOHMAX
数字电子技术课后习题答案
ABACBC
BC
A
00 01 11 10
00
1
0
1
11
0
1
0
Y ABC
❖ 3.13某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有 呼叫按钮，同时在护士值班室内对应的装有一号、 二号、三号、四号4个指示灯。
❖ 现要求当一号病室的按钮按下时，无论其它病室的 按钮是否按下，只有一号灯亮。当一号病室的按钮 没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号 病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。当一、二号 病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时，无 论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。只有 在一、二、三号病室的按钮均未按下四号病室的按 钮时，四号灯才亮。试用优先编码器74148和门电路 设计满足上述控制要求的逻辑电路，给出控制四个 指示灯状态的高、低电平信号。
HP RI/BIN
I0
0/ Z1 0 10 ≥1
I1
1/ Z1 1 11
I2
2/ Z1 2 12 18
YS
I3
3/ Z1 3 13
I4
4/ Z1 4 14
YEX
I5
5/ Z1 5 15
I6
6/ Z1 6 16
I7
7/ Z1 7 17
Y0
V18
Y1
ST
E N
Y2
(b)
74148
(a)引脚图;(b)逻辑符号
A
00 01 11 10
00
0
0
1
11
1
0
1
Y AB BC AC
由于存在AC 项，不存在相切的圈，故无冒险。
❖ 4.1在用或非门组成的基本RS触发器中，已知 输入SD 、RD的波形图如下，试画出输出Q, Q
第3章 门电路(打印)
噪声容限
74系列典型值为：
VOH（min) = 2.4V
VOL（max) = 0.4V
VIH（min) = 2.0V VIL（max) = 0.8V VNH=0.4V VNL=0.4V
VNL =VIL(max) - VOL(max) VNH =VOH(min) - VIH(min)
二、输入特性
iIL iIH
四、输入负载特性 输入端 “1”,“0”？
ui
RP
简化电路
A
R1
VCC
ui
ui
T1
RP
be
2
be 0
5
RP
RP较小时
RP ui (Vcc Von ) RP R1
当RP<<R1时, ui ∝ RP
简化电路
A
R1
VCC
ui
ui
T1
RP
1.4V
be
2
be 0
5
RP
RP增大时
Ruiui≥UT （1.4V）时，输入变高， 由于钳位作用， ui 动态固定为1.4V 。
N1 ≤ IOH /IIH N1 ≤400μA/40μA=10
前级输出为 低电平时
前级
后级
IOL IIL
N2
IIL
数电-第三章 门电路
三、门电路概述 • 工艺分类 –双极型门电路 双极型门电路 – MOS门电路 门电路 – Bi-CMOS电路 电路 • 基本逻辑门电路 –与门、或门、非门 与门、或门、 与门 • 常用门电路 –与门、或门、非门 与门、 与门 或门、 –与非门、或非门、与或非门、同或、异或 与非门、 与非门 或非门、与或非门、同或、
A B ≥1 L=A+B
逻辑电平关系 正逻辑
真值表
VD1 A VD2 B R Y
A/V B/V Y/V
0 0 3 3 0 3 0 3 0 2.3 2.3 2.3
A B
0 0 1 1 0 1 0 1
Y
0 1 1 1
只有A、B同时为低电平（0V），Y才为低电平 （0V）。即：只有A+B=0，才有Y=0。 只要A、B中有一个为高电平（3V），Y就为高电 平（2.3V），即：只要A+B=1，则Y=1。 这种或门电路同样存在“电平偏离” 这种或门电路同样存在“电平偏离”和带载能力差的问 题
四、二极管或门 或门
VD1 A
Y 2.7V 0V
3V 0V A、B——输入，Y——输出 VD2 B 以A=1为例 设：UIH=3V， UIL=0V 0V 二极管正向导通压降 UDF=0.7V。
R
只要A、B中有一个为高电平（3V）， 则相应的二极管导通， Y就为低电平（2.3V），即：只要A+B=1，则Y=1。 只有A、B同时为低电平（0V），两个二极管均截止。 Y才为低电平（0V）,即：只有A+B=0，才有Y=0 所以：管的截止条件和等效电路 当输入信号uI=UIL=0.3V时（UBE=0.3V<0.5V） i 三极管截止，B=0， iC ≈ 0， uO=UOH=UCC 可靠截止条件为:UBE<0V 截止时，iB、iC都很小，三个极均可看作开路
《电子技术基础》第五版(数字部分) 高教(康华光)版 课后答案
第一章 数字逻辑习题1．1数字电路与数字信号 1.1.2 图形代表的二进制数0101101001．1．4一周期性数字波形如图题所示，试计算：（1）周期；（2）频率；（3）占空比例 MSB LSB0 1 2 11 12 （ms ）解：因为图题所示为周期性数字波，所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期，T=10ms 频率为周期的倒数，f=1/T=1/0.01s=100HZ占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比，q=1ms/10ms*100%=10% 1.2数制1.2.2将下列十进制数转换为二进制数，八进制数和十六进制数（要求转换误差不大于 42−（2）127 （4）2.718解：（2）（127）D=-1=（10000000）B-1=（1111111）B =（177）O=（7F ）H 72（4）（2.718）D=(10.1011)B=(2.54)O=(2.B)H1.4二进制代码1.4.1将下列十进制数转换为8421BCD 码： （1）43 （3）254.25 解：（43）D=（01000011）BCD1.4.3试用十六进制写书下列字符繁荣ASC Ⅱ码的表示：P28 （1）+ （2）@ （3）you (4)43解：首先查出每个字符所对应的二进制表示的ASC Ⅱ码，然后将二进制码转换为十六进制数表示。
（1）“+”的ASC Ⅱ码为0101011，则（00101011）B=（2B ）H （2）@的ASC Ⅱ码为1000000,(01000000)B=(40)H(3)you 的ASC Ⅱ码为本1111001,1101111,1110101,对应的十六进制数分别为79,6F,75 (4)43的ASC Ⅱ码为0110100,0110011,对应的十六紧张数分别为34,33 1.6逻辑函数及其表示方法1.6.1在图题1. 6.1中，已知输入信号A ，B`的波形，画出各门电路输出L 的波形。
解: (a)为与非， (b)为同或非，即异或第二章 逻辑代数 习题解答2.1.1 用真值表证明下列恒等式 (3)A B AB AB ⊕=+（A⊕B）=AB+AB 解：真值表如下由最右边2栏可知，A B ⊕与AB +AB 的真值表完全相同。
数字电路第三章习题与答案
第三章集成逻辑门电路一、选择题1. 三态门输出高阻状态时，（）是正确的说法。
A.用电压表测量指针不动B.相当于悬空C.电压不高不低D.测量电阻指针不动2. 以下电路中可以实现“线与”功能的有（）。
A.与非门B.三态输出门C.集电极开路门D.漏极开路门3．以下电路中常用于总线应用的有（）。
A.TSL门B.OC门C. 漏极开路门D.CMOS与非门4．逻辑表达式Y=AB可以用（）实现。
A.正或门B.正非门C.正与门D.负或门5．TTL电路在正逻辑系统中，以下各种输入中（）相当于输入逻辑“1”。
A.悬空B.通过电阻2.7kΩ接电源C.通过电阻2.7kΩ接地D.通过电阻510Ω接地6．对于TTL与非门闲置输入端的处理，可以（）。
A.接电源B.通过电阻3kΩ接电源C.接地D.与有用输入端并联7．要使TTL与非门工作在转折区，可使输入端对地外接电阻RI（）。
A.＞RONB.＜ROFFC.ROFF＜RI＜ROND.＞ROFF8．三极管作为开关使用时，要提高开关速度，可( )。
A.降低饱和深度B.增加饱和深度C.采用有源泄放回路D.采用抗饱和三极管9．CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点是（）。
A.微功耗B.高速度C.高抗干扰能力D.电源范围宽10．与CT4000系列相对应的国际通用标准型号为（）。
A.CT74S肖特基系列B. CT74LS低功耗肖特基系列C.CT74L低功耗系列D. CT74H高速系列11．电路如图（a），（b）所示，设开关闭合为1、断开为0；灯亮为1、灯灭为0。
F 对开关A、B、C的逻辑函数表达式（）。
F1F2 (a)(b)Ａ．C AB F =1 )(2B A C F += Ｂ．C AB F =1 )(2B A C F +=Ｃ． C B A F =2 )(2B A C F +=12．某TTL 反相器的主要参数为IIH ＝20μA ；IIL ＝1.4ｍA ；IOH ＝400μA ；水IOL ＝14ｍA ，带同样的门数（ ）。
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【题3.4】计算图P3.4电路中的反向器 能驱动多少个同样的反相器。要求 输出的高，低电平符合 。所有的反向器均为74LS系列TTL电路，输入电流 时输出电流的最大值 时输出电流的最大值为 的输出电阻可忽略不计。
【题3.18】在CMOS电路中有时采用图P3.18（a）～（d）所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出 的逻辑式。已知电源电压 ，二极管的正向导通压降为0.7V。
【解】
（a）
（b）
（c）
（d）
【题3.19】上题中使用的扩展方法能否用于TTL门电路？试说明理由。
【解】不能用于TTL电路。在图（a）电路中，当C、D、E任何一个为低电平时，分立器件与门的输出将高于TTL与非门的 值，相当于TTL电路的逻辑1状态，分立器件的与门已不能实现与的逻辑功能了。同理，图（d）电路也不能用于TTL电路。
（1）在三极管集电极输出的高、低电压满足 、 的条件下， 的取值范围有多大？
（2）若将OC门改成推拉式输出的TTL门电路，会发生什么问题？
【解】（1）根据三极管饱和导通时的要求可求得RB的最大允许值。三极管的临界饱和基极电流应为
故得到 。
又根据OC门导通时允许的最大负载电流为16mA，可求得Rn的最小允许值。
【题3.13】试分析图P3.13中各电路的逻辑功能，写出输出逻辑函数式。
【解】
（a）
（b）
（c） （OC门）
（d）当
（三态输出的反相器）
高阻态当
【题3.16】
在图P3.16有74系列TTL与非门组成的电路中,计算门 能驱动多少同样的与非门。要求 输出的高，低电平满足 与非门的输入电流为 时输出电流最大值为 时输出电流最大值为 的输出电阻可忽略不计。
【解】（1）根据 的要求和TTL与非门的截止漏电流可求得 的最大允许值
（1）根据 及TTL与非门的最大负载电流可以求出 的最小允许值
故应取 。
【题3.29】试说明下列各种门电路中哪些可以将输入端并联使用（输入端的状态不一定相同）。
（1）具有推拉式输出级的TTL电路；
（2）TTL电路的OC门；
（3）TTL电路的三态输出门；
【解】当输入断悬空时，用戴维宁定理可将接至与发射极间的外电路等效地化为由 和 串联的单回路，如图A3.12(b)所示。其中
。所以 。而 故 三极管处于饱和导通状态， 。
当输入端接有 时，仍将接至基极与发射极间的外电路简化为 与 串联的形式，如图A3.1(c)所示。其中
。
若 则 三极管截止， 。
若 ，则 。可见 三极管饱和导通， 。
【解】由图3.4.22可见，在或非门中两个输入端电平互不影响，故v12始终为1.4V。
【题3.21】在图P3.21电路中 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压 当开关S断开时，要求门电路的输入电压 试求 和 的最大允许阻值。 为74LS系列TTL反相器，它们的高电平输入电流 低电平输入电流 。
【解】当 V时，可求得
当 时，可求得
故 能驱动5个同样的与非门。
【题3.17】在图P3.17有74系列或非门组成的电路中，试求门 能驱动多少个同样的或非门。要求 输出的高、低电平满足 。或非门每个输入端的输入电流为 。 时输出电流的最大值为 时的输出电流的最大值为 ， 的输出电阻可忽略不计。
【解】当 时，可以求得
故应取0.29kΩ<RB<30.7kΩ。
（2）若将OC门直接换成推拉式输出的TTL门电路，则TTL门电路输出高电平时为低内阻，而且三极管的发射结导通时也是低内阻，因此可能因电流过大而使TTL门电路和三极管受损。
【题3.27】计算图P3.27电路中接口电路输出端 的高、低电平，并说明接口电路参数的选择是否合理。CMOS或非门的电源电压 ，空载输出的高、低电平分别为 、 ，门电路的输出电阻小于 。TTL与非门的高电平输入电流 ，低电平输入电流 。
由图A3.25（a）可知，此时应满足
故得 。
（2）根据 时三极管应截止，计算 的最小允许值。
由图A3.25（b）可知，这时 ， ，
故得 。
所以应取 。
【题3.26】在图P3.26（a）电路中已知三极管导通时 ，饱和压降 ，三极管的电流放大系数 。OC门 输出管截止时的漏电流约为 ，导通时允许的最大负载电流为16mA，输出低电平 。 均为74系列TTL电路，其中 为反相器， 和 是与非门， 是或非门，它们的输入特性如图P3.26（b）所示。试问
【解】对74系列，74H系列，74S系列而言，输入端的电路结构如图A3.13（a）所示，R的最大允许值为
已知74系列TTL与非门的RI为4kΩ，代入上式得到R=316Ω。而74H系列，74S系列的 为 ，代入上式得到 。
对74LS系列而言，输入端的电路结构如图A3.13（b）所示，R的最大允许值为：
当 时，又可求得
故 能驱动5个同样的或非门。
【题3.18】试说明在下列情况下，用万用电表测量图P3.18的V12端得到的电压各为多少：
（1） v11悬空；
（2）v11低电平（0.2 V）；
（3）v11高电平（3.2V）；
（4）v11经51Ω电阻接地；
（5）v11经10kΩ电阻接地。
图中的与非门为74系列的TTL电路，万用电表使用5V量程，内阻为20kΩ/V。
【解】（1）CMOS或非门输出为高电平时，由图P3.27可得到
三极管临界饱和的基极电流为
可见， ，故三极管处于饱和导通状态， 。
（2）CMOS或非门输出为低电平时，三极管截止，因此得到
由此可知，接口电路的参数选择合理。
【题3.28】图P3.28是用TTL电路驱动CMOS电路的实例，试计算上拉电阻
的取值范围。TTL与非门在 时的最大输出电流为 ，输出端的 管截止时有 的漏电流。CMOS或非门的输入电流可以忽略。要求加到CMOS或非门输入端的电压满足 。给定电源电压 。
其中 为输入端SBD的导通压降，约为0.4V， ＝20 。
故得到 。
【题3.15】双极型数字集成电路有哪些类型？各有什么特点？
【解】见本章第3.5节。
【题3.16】若将图P3.10中的门电路改为CMOS与非门，试说明当 为[题3.10]给出的五种状态时测得的 各等于多少？
【解】因为CMOS与非门的两个输入端都有独立的输入缓冲器，所以两个输入端的电平互不影响。 端经电压表的内阻接地，故 ＝0。
【解】
（a）
（b）
（c）
【题3.11】在图P3.11的三极管开关电路中,若输入信号 的高、低电平分别为 ,试计算在图中标注的参数下能否保证 时三极管饱和导通、 时三极管可靠地截止？三极管的饱和导通压降 ,饱和导通内阻 。如果参数配合不当，则在电源电压和 不变的情况下，应如何修改电路参数？
【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 和等效电阻 串联的回路，如图A3.11(a)所示。其中
【解】
静态功耗
动态功耗
总功耗
电源平均电流
【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 ，在负载电容 ，输入信号频率为500 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
根据 得
【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。
，
若 则 故三极管处于截止状态， 。
若 ，则 而临界饱和基极电流 。可见， 三极管不饱和，为了使三极管在 时能饱和导通，可以减小 的阻值或用 值更大的三极管。
【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 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 V，电路参数如图中所注。三极管的饱和导通压降 ,饱和导通内阻 。
【解】这时相当于v12端经过一个100kΩ的电阻接地。假定与非门输入端多发射极三极管每个发射结的导通压降均为0.7V，则有
（1）v12≈1.4V
（2）v12≈0.2V
（3）v12≈1.4V
（4）v12≈0 V
Байду номын сангаас（5）v12≈1.4V
【题3.19】 若将上题中的与非门改为74系列TTL或非门，试用在上列五种情况下测得的v12各为多少？
【解】当S闭合时 被短路，故有
当S短开时，门电路的高电平输入电流流经 和 ，故得到
因此
【题3.22】 试绘出图P3.22电路的高电平输出特性和低电平输出特性。已知VCC=5V，RL=1kΩ。OC门截止时输出管的漏电流IOH=200Ua。v1=VIH时OC门输出管饱和导通，在iL<ILM的范围内导通内阻小于20Ω。
【解】
故应取 。
【题3.25】图P3.25是一个继电器线圈驱动电路。要求在 时三极管T截止，而 时三极管T饱和导通。已知OC门输出管截止时的漏电流 ，导通时允许流过的最大电流 ，管压降小于0.1V。三极管 ，继电器线圈内阻240 ，电源电压 ＝12V、 ， ， ，试求 的阻值范围。
【解】（1）根据 时三极管需饱和导通的要求，计算 的最大允许值。
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
A
B
Y
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
图3.2.6的负逻辑真值表