第3章_门电路 课后答案要点
第+3+章+逻辑门电路
当vI=vGS<VGS(th)时，MOS管 工作在截止区,只要 RD<<ROFF,v0=VOHVDD.
由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和 输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示 的。高电平和低电平都不是一个固定的数值， 而是有一定的变化范围。
门电路的输出状态与赋值对应关系：一般 采用正逻辑即高电位对应“1”；低电位对应 “0”。 高电平 低电平 UCC 1 0V 利用管子的开关特性能够实现各种门电路。
R1 b1 3k
+5V
R2
T2 R3
+5V
R1
T1
c1
T5
饱和压降
T1
灌电流的计算
5 T 压降 T 的 be 结压降 5 1 I OL R 1
5 0 . 3 0 . 7 1 . 4 mA 3
有关电流的技术参数
名 称 及 符 号 输 入 低 电 平 电 流 I iL 输 入 高 电 平 电 流 I iH I O L 及 其 极 限 I O L（ m ax） IOH 及 其 极 限 IOH
A B Y1 Y2
Y2
有“1” 0”出“1” 0”，全“0” 1”出 “0” 1”
3.1.4 “与非” 门电路
+12V D1 D2 二极管与门
+12V +3V R1 D
A B
R2
F
三极管非门
逻辑式：
逻辑符号： A
&
FA B
B
F
采用类似的方法还可以构成或非门、异或门等。
分立元件门电路的缺点：
1. 2. 体积大、工作不可靠。 需要不同电源。
UCC RC
& 符号 F F = ABC
第3章_门电路课后答案解析
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、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()()2125220********* 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 1.110.225TOT DD DDP 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 STOT DD DDP P P P I V mW mW-=-=-=-⨯⨯≈根据()2D L pd DD P C C fV =+得3122521.541010010135105Dpd 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。
AB CDD YV DDY（b）AA BDC INHV DDY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？三极管的饱和导通压降()0.1CE sat V V =,饱和导通内阻()20CE sat R =Ω。
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-课后答案
第3章-门电路-课后答案- 2 -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5DDVV=，静态电源电流2DDIAμ=，输入信号为200ZKH 的方波（上升时间和下降时间可忽略不计），负载电容200LC pF=，功耗电容20pdCpF=，试计算它的静态功耗、- 3 -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1.110.225TOT DD DDP 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100LC pF 为，输入信号频率为500ZKH 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 STOT DD DDP P P P I V mW mW-=-=-=-⨯⨯≈ 根据()2DLpd DDP CC fV =+得3122521.541010010135105Dpd L DDP 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。
AB CDDYV DDY（b）A- 4 -- 5 -A BDC INHV DDY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Iv 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IIHvV =时三极管饱和导通、IILvV =时三极管可靠地截止？三极管的饱和导- 6 -通压降()0.1CE sat VV=,饱和导通内阻()20CE sat R=Ω。
第三章逻辑门电路
4．74S系列——为肖特基TTL系列，进一步提高了速度。如图示。
5．74LS系列——为低功耗肖特基系列。 6．74AS系列——为先进肖特基系列，
它是74S系列的后继产品。
7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列，
t
50%
主要取决于存储时间ts， 5管门电路 tpd＝40ns
o tpHL tpLH
t
4、功耗
静态功耗：当电路的输出没有状态转换时的 功耗。 例如：便携计算机、手机和PDA等。 动态功耗：CMOS电路在输出发生状态转换时的 功耗。
5、延时——功耗积
Dp tpdPD
tpd=(tPLH+tPHL)/2用平均传输延迟时间， tPLH---由低电平转换到高电平所花的时间.
SN (1)
74 (2)
S (3)
195 (4)
J 封装的4位并行移位寄存器 (5)
司制造的采用陶瓷双列直插
封装形式 J：陶瓷双列直插封装 器件种类：4位并行移位寄存器 器件系列：肖特基74TTL电路系列 产品系列 74系列 制造厂商 SN：美国TEXAS公司制造
TTL集成逻辑门电路系列简介
1．74系列——为TTL集成电路的早期产品，属中速TTL器件。
输入电压在3.5V~5.0V范围对应高电平逻辑1 输入电压在0~1.5V范围对应低电平逻辑0
输入低电平上限VIL、输入高电平下限VIH、 输出低电平上限VOL、输出高电平下限VOH、
2.噪声容限
1
VOH(min) VNH VIH(min) VIL(max) VNL
1
在保证输出高、低电平基本不变 的条件下，输入电平的允许波动 范围称为输入端噪声容限。
第3章 逻辑门电路
数字电子技术
门电路的概念：
实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门 电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门， 实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。
分立元件门电路和集成门电路:
分立元件门电路：用分立的元件和导线连接起 来构成的门电路。简单、经济、功耗低，负载差。 集成门电路：把构成门电路的元器件和连线都 制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了集 成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门电路。
A 、B 全1 ， F才为1。
可见实现了与逻辑
数字电子技术
5. 逻辑符号 6. 工作波形
7. 逻辑表达式
F＝A B
二极管与门 （a）电路 （b）逻辑符号 （c）工作波形
数字电子技术
二极管或门电路
1. 电路 2. 工作原理
A、B为输入信号（+3V或0V） F为输出信号
电路输入与输出电压的关系 A B F 0V 0V 0V 0V 3V 2.3V 3V 0V 2.3V 3V 3V 2.3V
1. 电压传输特性
数字电子技术
开门电平UON： 确保输出为“0” 的UIH最小值
输出高电平UOH 输出低电平UOL 输入高电平UIH 输入低电平UIL
关门电平UOFF ： 确保输出为“1” 的UIL最大值
数字电子技术
2. 输入噪声容限：
输入低电平噪声容限 允许在低电平上叠加的正向噪声电压 UNL=UOFF － UIL 输入高电平噪声容限 允许在高电平上叠加的负向噪声电压 UNL=UIH －UON
电路为正常 的与非工作 状态，所以 称控制端低 电平有效。
1
Y＝AB
0
截止
数字电子技术
第3章习题答案
思考题：题3.1.1 组合逻辑电路在结构上不存在输出到输入的 ，因此 状态不影响 状态。
答：反馈回路、输出、输入。
题3.1.2 组合逻辑电路分析是根据给定的逻辑电路图，而确定 。
组合逻辑电路设计是根据给定组合电路的文字描述，设计最简单或者最合理的 。
答：逻辑功能、逻辑电路。
题3.2.1 一组合电路输入信号的变化顺序有以下三种情况，当 时，将可能出现竞争冒险。
（A ）00→01→11→10 （B ）00→01→10→11 （C ）00→10→11→01 答：B题3.2.2 清除竞争冒险的常用方法有（1）电路输出端加 ；（2）输入加 ；（3）增加 。
答：电容，选通脉冲，冗余项。
题3.2.3 门电路的延时时间是产生组合逻辑电路竞争与冒险的唯一原因。
（ ） 答：×题3.2.4 根据毛刺产生的方向，组合逻辑的冒险可分为 冒险和 冒险。
答：1型、0型。
题3.2.5 传统的判别方法可采用 和 法来判断组合电路是否存在冒险。
答：代数法、卡诺图。
题3.3.1 进程行为之间执行顺序为 ，进程行为内部执行顺序为 。
答：同时、依次。
题3.3.2 行为描述的基本单元是 ，结构描述的基本单元是 。
答：进程、调用元件语句。
题3.3.3 结构体中的每条VHDL 语句的执行顺序与排列顺序 。
答：无关题3.4.1串行加法器进位信号采用 传递，而并行加法器的进位信号采用 传递。
（A ）超前，逐位 （B ）逐位，超前 （C ）逐位，逐位 （D ）超前，超前 答：B题3.4.2 一个有使能端的译码器作数据分配器时，将数据输入端信号连接在 。
答：使能端题 3.4.3 优先编码器输入为70I I -（0I 优先级别最高），输出为2F 、1F 、0F （2F 为高位）。
当使能输入00,651====I I I S 时，输出012F F F 应为 。
答：110题3.4.4 用4位二进制比较器7485实现20位二进制数并行比较，需要 片。
数电第五版(阎石)第三章课后习题及答案
第三章门电路解：两种情况下的电压波形图如图A3.4所示。
【题3.7】试分析图3.7中各电路图的逻辑功能，写出输出的逻辑函数式。
（a ）图P3.7（a ）电路可划分为四个反相器电路和一个三输入端的与非门电路，如图所示。
从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式，'111'1'1'1)(,,,C B A D C C B B A A ''''111')(C B A C B A C B A D Y（b ）图P3.7（b ）电路可划分为五个反相器电路和一个或非门电路，如图所示。
从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式：'111''''()()YA B C A B C ABC（c ）图P3.7（c ）电路可划分为三个与非门电路、两个反相器电路和一个或非门电路，如图所示。
从输入到输出逐级写出输出的逻辑函数式：''')(,)(,)'(,)(G INHH EF G CD F AB E '''''()()'()'()()Y I H AB CD INH AB CD 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：'YBAAB'【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，G 1和G 2是两个OD 输出结构的与非门74HC03，74HC03输出端MOS 管截止电流为 导通时允许的最大负载电流为这时对应的输出电压V OL （max ）=0.33V 。
负载门G 3-G 5是3输入端或非门74HC27，每个输入端的高电平输入电流最大值为 ，低电平输入电流最大值为 ，试求在 、、、、并且满足 ，的情况下， 的取值的允许范围。
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。
电路第四版课后习题答案
电路第四版课后习题答案第一章：电路基础1. 确定电路中各元件的电压和电流。
- 根据基尔霍夫电压定律和电流定律，我们可以列出方程组来求解未知的电压和电流值。
2. 计算电路的等效电阻。
- 使用串联和并联电阻的计算公式，可以求出电路的等效电阻。
3. 应用欧姆定律解决实际问题。
- 根据欧姆定律 \( V = IR \)，可以计算出电路中的电压或电流。
第二章：直流电路分析1. 使用节点电压法分析电路。
- 选择一个参考节点，然后对其他节点应用基尔霍夫电流定律，列出方程组并求解。
2. 使用网孔电流法分析电路。
- 选择电路中的网孔，对每个网孔应用基尔霍夫电压定律，列出方程组并求解。
3. 应用叠加定理解决复杂电路问题。
- 将复杂电路分解为简单的子电路，然后应用叠加定理计算总的电压或电流。
第三章：交流电路分析1. 计算交流电路的瞬时值、有效值和平均值。
- 根据交流信号的表达式，可以计算出不同参数。
2. 使用相量法分析交流电路。
- 将交流信号转换为复数形式，然后使用复数运算来简化电路分析。
3. 计算RLC串联电路的频率响应。
- 根据电路的阻抗，可以分析电路在不同频率下的响应。
第四章：半导体器件1. 分析二极管电路。
- 根据二极管的伏安特性，可以分析电路中的电流和电压。
2. 使用晶体管放大电路。
- 分析晶体管的共发射极、共基极和共集电极放大电路，并计算放大倍数。
3. 应用场效应管进行电路设计。
- 根据场效应管的特性，设计满足特定要求的电路。
第五章：数字逻辑电路1. 理解逻辑门的工作原理。
- 描述不同逻辑门（如与门、或门、非门等）的逻辑功能和电路实现。
2. 使用布尔代数简化逻辑表达式。
- 应用布尔代数的规则来简化复杂的逻辑表达式。
3. 设计组合逻辑电路。
- 根据给定的逻辑功能，设计出相应的组合逻辑电路。
第六章：模拟集成电路1. 分析运算放大器电路。
- 根据运算放大器的特性，分析电路的增益、输入和输出关系。
2. 设计滤波器电路。
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。
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( )。
数电第三章参考答案
第三章逻辑门作业参考答案【题3-1】填空1．在数字电路中，稳态时三极管一般工作在开关（放大，开关）状态。
2．TTL门电路输入端悬空时，应视为高电平（高电平，低电平，不定）。
3．集电极开路门（OC门）在使用时须在输出与电源（输出与地，输出与输入，输出与电源）之间接一电阻。
4. 图3-1为某逻辑非门的电压转移特性曲线，试据此确定它的下列参数：输出高电平U OH = 3V；输出低电平U OL = 0.3V ；低电平噪声容限U NL = 1.2V ；高电平噪声容限U NH = 1.5V。
总噪声容限为1.2V。
若已知其低电平输入电流为1mA，高电平输入电流为40μA；低电平输出电流为8mA，高电平输出电流为400μA。
试问：扇出系数N o= 8。
图3-15．CMOS门电路的特点：静态功耗极低（很大，极低）；而动态功耗随着工作频率的提高而增加（增加，减小，不变）；输入电阻很大（很大，很小）；噪声容限高（高，低，等）于TTL门。
【题3-2】图3-2各TTL门电路能否实现逻辑非的功能？(1)(2) (3) (4)(5)图3-2解：1、2、3可以。
【题3-3】图3-4各CMOS门电路能否实现逻辑非功能？(2) (3)图3-3解：都不可以。
UIV5VAA悬空【题3-4】图3-4电路，试写出其逻辑函数的表达式。
CMOS12F345(a)(b)(c)(e)(d)6解：(a)1FA= (b)21F= (c)3F A B=+(d)4F A B=⋅ (e)51F=(f)6F B=【题3-5】要实现图3-5中各TTL门电路输出端所示的逻辑关系，其电路的接法是否正确？如不正确，请予更正。
→→可以的→图3-5CBACAF=ABCDCDABF+=B ABF=BABABCDCDABF+=XBXAF+=XBXAF+=改为<700欧【题3-6】试说明如下各种门电路中哪些输出端可以无条件直接并联使用？（1）具有推拉输出（图腾柱）的TTL电路。
《门电路习题全解》课件
04
门电路的应用实例
门电路在计算机中的应用
计算机逻辑运算
门电路是计算机中实现逻辑运算 的基本单元，如AND、OR、 NOT等操作。
CPU设计与制造
在CPU的制造过程中，门电路被 大量用于实现各种复杂的逻辑和
算术运算。
存储器与触发器
计算机中的存储器与触发器也是 由门电路构成的。
门电路在通信系统中的应用
《门电路习题全解》 PPT课件
• 门电路的基本概念 • 门电路的基本原理 • 门电路的习题解析 • 门电路的应用实例 • 总结与展望
目录
பைடு நூலகம்
01
门电路的基本概念
什么是门电路
门电路是数字逻辑电路的基本单元，用于实现逻辑运算。
它有两个或更多的输入端，根据输入信号的不同状态（0或1），决定输出端的状态 。
信号调制与解调
在通信系统中，信号通常需要经过调制和解调才 能传输，门电路在这过程中起着关键作用。
数据传输与同步
在高速数据传输过程中，需要门电路来实现数据 的同步和校验。
频分复用与解复用
在频分复用通信中，门电路用于频分复用与解复 用过程。
门电路在其他领域的应用
自动控制
在自动控制系统中，门电路常被用于实现各种控制逻辑，如顺序 控制、安全保护等。
电子测量仪器
在电子测量仪器中，如示波器、频谱分析仪等，门电路用于信号的 检测和处理。
电力电子
在电力电子领域，门电路用于控制和调节电力系统的运行，如变频 器、逆变器等。
05
总结与展望
门电路的重要性和发展前景
门电路是数字电路的基本单元 ，对于数字系统的发展和应用 具有重要意义。
随着技术的不断进步，门电路 在集成电路、计算机、通信等 领域的应用越来越广泛。
第三章 逻辑门电路
第三章逻辑门电路[题3.1] 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.TS L门B.O C门C.漏极开路门D.CM OS与非门4．三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5．T TL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T T L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．C MO S数字集成电路与TT L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8．逻辑表达式Y=AB可以用实现。
A.正或门B.正非门C.正与门9．要使TTL与非门工作在转折区，可使输入端对地外接电阻R I。
A.＞R ONB.＜R OFFC.R OFF＜R I＜R OND.＞R OFF10．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[题3.2] 判断题（正确打√，错误的打×）1．TTL与非门的多余输入端可以接固定高电平。
（）2．当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1。
（）3．普通的逻辑门电路的输出端不可以并联在一起，否则可能会损坏器件。
（）4．CMOS OD门（漏极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。
（）5．CMOS或非门与TTL或非门的逻辑功能完全相同。
（）6．三态门的三种状态分别为：高电平、低电平、不高不低的电压。
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（ ）。
《数字电子技术基础》第五版：第三章 门电路
(2)高电平输出时的扇出数
400A N2 40A 10
若N1≠N2，则取较小的作为电路的扇出数。
六、输入端电阻特性：
输入低电平时，输入端串接电
阻的影响
VI
RP R1 RP
( VCC
0.7 )
VI(V)
1.4 0.8
0 0.91 1.93
RI(kΩ)
•当串接电阻小于 RO 0.5k 时，能可靠实现输入低电平
当串接电阻远大于 RO 2k 时，应视为输入高电平。
门间限流电阻的确定
1 VOH R VIH 1
G1
IIH G2
1 VOL R VIL 1
G1
IIL G2
为了保证G1输出的高、低电平能正确地传输到G2的输入端，
门间限流电阻R不能太大，要求：
1、当VO1=VOH 时，应满足VI2≥VIH（min)
A BY 0 00 0 11 1 01 1 11
§3.5 TTL门电路
双极性数字集成电路中应用最广的是TTL电路 （Transistor-Transistor-Logic的缩写） §3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 一、电路结构：输入端和输出端都是三极管结构。
电路由三部分组成：
T1、R1，D1构成的输入级； T2、R2、R3组成的倒相级， T4、T5、D2、R4组成输出级。
OC门的电路结构和逻辑符号：
Y ABCD
n个OC门的输出接在一起， 只要有一个是低电平，Vo是低电平； 每个输出都是高电平时，Vo是高电平。
三、TTL门的输入端噪声容限
当电路受到干扰时，在保证输出高、低电平基本不变的条
件下，输入电平的允许波动范围。（输入噪声的电压幅值）
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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、动态功耗、总功耗和电源平均电流。
【解】静态功耗 621050.01S D D D DP I V m W m W -==⨯⨯= 动态功耗()()2125220020102105 1.10D L pd DD P C C fV mW mW -=+=+⨯⨯⨯⨯=总功耗 0.01 1.10 1.11T O T S D P P P m W=+=+= 电源平均电流 1.110.225TOT DD DDP 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 STOT DD DDP P P P I V mW mW-=-=-=-⨯⨯≈根据()2D L pd DD P C C fV =+得3122521.541010010135105Dpd 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。
AB CDD YV DDY（b）AA BDC INHV DDY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P3.11ov Iv【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。
其中10 5.118 5.1I E I v v v +=-⨯+，18 5.13.9718 5.1E R K K ⨯=Ω=Ω+若10,v V =则 2.2,E v V =-故三极管处于截止状态，010v V =。
若15v V =，则 1.690.71.69,0.25,3.97E BE E B E v V v V i mA mA R --====而临界饱和基极电流()()()()100.10.323010.02CC 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1R 的阻值或用β值更大的三极管。
图A3.11(a)beV Ebe5.1K ΩIv ER【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0v 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0.7BE 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。
-8V 图P3.12v Ov【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E V 和E R 串联的单回路，如图A3.12(b)所示。
其中5818(3 4.7)5(3 4.7) 1.1, 5.43 4.71818 4.73E E V V V R K K +⨯+=-⨯+==Ω=Ω++++。
所以 1.10.70.0745.4B i mA mA -==。
而()()()()50.10.0495020.02CC CE sat BS C CE sat V v I mA R R β--===⨯++ 故 ,B BS i I 〉三极管处于饱和导通状态，00.1CES V V V =≈。
图A3.12(a)beV EbeER 3K当输入端接有1V 时，仍将接至基极与发射极间的外电路简化为E V 与E R 串联的形式，如图A3.1(c)所示。
其中8 4.7184.7, 3.74.718 4.718I E I E v V v R K K +⨯=-⨯=Ω=Ω++。
若10,V V =则 1.66,E V V =-三极管截止，05V V =。
若15V V =，则2.30.72.3,0.433.7E B V V i mA mA -===。
可见 ,B BS i I 〉 三极管饱和导通，00.1CES V V V =≈。
图A3.12(c)beV EbeER v【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。
CCAB(a)Y(b)ABYV CC(c)1212(1)(0)A G G Y G G ⎧+=⎪=⎨⎪+=⎩AGG V CCY(d)图P3.13【解】（a ） Y A B =∙ （b ）Y A B =+（c ）Y A B =+ （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M G 能驱动多少同样的与非门。
要求M G 输出的高，低电平满足 3.2,0.4OHOL VV V V ≥≤。
与非门的输入电流为111.6,40L H I mA I A μ≤-≤≤OL 。
V 0.4V 时输出电流最大值为(max)16, 3.2OL OH I mA V V=≥时输出电流最大值为(max)0.4OH M I mA G =-的输出电阻可忽略不计。
【解】 当00.4OL V V ==V 时，可求得()116101.6OL mas LI n I ≤== 当 3.2O OH V V V ==时，可求得()10.4'5220.4OH mas HI n I ≤==⨯故M G 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M G 能驱动多少个同样的或非门。
要求M G 输出的高、低电平满足3.2,0.4OH OL V V V V ≥≤。
或非门每个输入端的输入电流为1.6,40IL IH I mA V A μ≤-≤。
0.4OL V V ≤时输出电流的最大值为()16, 3.2OL mas OH I mA V V =≥时的输出电流的最大值为(max)0.4OH I mA =-，M G 的输出电阻可忽略不计。
【解】 当0.4O OL V V V ==时，可以求得(max)16522 1.6OL ILI n I ≤==⨯当 3.2O OH V V V ==时，又可求得(max)0.4'5220.04OH IHI n I ≤==⨯故M G 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V 12端得到的电压各为多少：图P3.16图P3.17（1） v 11悬空； （2） v 11低电平（0.2 V ）；（3） v 11高电平（3.2V ）；（4） v 11经51 Ω电阻接地；（5） v 11经10 kΩ 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20 kΩ /V 。
【解】 这时相当于v 12 端经过一个100 kΩ 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） v 12 ≈ 1.4V （2） v 12 ≈ 0.2V （3） v 12 ≈ 1.4V （4） v 12 ≈ 0 V （5） v 12 ≈ 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v 12各为多少？【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v 12 始终为1.4V 。
【题3.21】 在图P3.21 电路中12,R R 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10.4;L V V ≤当开关S 断开时，要求门电路的输入电压14,H V V ≥试求1R 和2R 的最大允许阻值。
15~G G 为74LS 系列TTL 反相器，它们的高电平输入电流120,H I A μ≤ 低电平输入电流10.4L I mA ≤-。
【解】当S 闭合时1R 被短路，故有12()10.40.2550.4L mas L V R K K I ==Ω=Ω⨯ 当S 短开时，门电路的高电平输入电流流经1R 和2R ，故得到112max 154()10550.02CC H H V V R R K K I --+==Ω=Ω⨯因此1()(100.2)9.8mas R K K =-Ω=Ωv 图P3.18S图P3.21【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V CC =5V ，R L =1 kΩ。
OC 门截止时输出管的漏电流I OH =200Ua 。
v 1=V IH 时OC 门输出管饱和导通，在i L <I LM 的范围内导通内阻小于20 Ω。
【解】 输出高电平时0(2)CC OH L L v V I i R =-+。
当i L =0时，v O =4.6V ，如图A3.22所示。
只有一个OC 门输出管导通时，输出低电平为020()CC OLL LV V v i R -=+OV V 图P3.22－2 －1 0 1 21/i mA图A2.12【题3.23】 计算图P3.23电路中上拉电阻L R 的阻值范围。
其中1G 、2G 、3G 是74LS 系列OC 门，输出管截止时的漏电流100OH I A μ≤，输出低电平0.4OL V V ≤时允许的最大负载电流8LM I mA =。
4G 、5G 、6G 为74LS 系列与非门，它们的输入电流为0.4,20IL IH I mA I A μ≤≤。
OC 门的输出高、低电平应满足 3.2OH V V ≥、0.4OL V V ≤。
【解】(max)5 3.253330.130.02CC OH L OH IH V V R K K I I --==Ω=Ω+⨯+⨯(min)50.40.683830.4CC OL L OL IL V V R K K I I --==Ω=Ω--⨯故应取0.685L K R K Ω<<Ω。