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1、1,第三章习题课, TTL电路输入级采用多发射极晶体管，输出级采用推拉式结构，所以工作速度较快，负载能力较强，是目前使用最广泛的一种集成逻辑门。应掌握好TTL门电气特性和参数。, MOS电路属于单极型电路，CMOS电路具有高速度、功耗低、扇出大、电源电压范围宽、抗干扰能力强、集成度高等一系列特点，使之在整个数字集成电路中占据主导地位的趋势日益明显。,小 结,本章总的要求：熟练掌握TTL和CMOS集成门电路输出与输入间的逻辑关系、外部电气特性，包括电压传输特性、输入特性、输出特性和动态特性等；了解和掌握各类集成电子器件正确的使用方法。 重点：TTL电路与CMOS电路的结构与特点,附: 门电路的常
2、见逻辑符号,7,当输入为0V、5V时，基极回路等效电路如图,解：,知识点1：三极管开关电路,其戴维宁等效电路如图,RB=5.1/20k=4.1k,8,(1)vI=0V时,此时发射结反偏，T截止，vO10V。,等效电路如图,(2)vI=5V时,此时发射结正偏,T饱和，vO=VCE(sat)=0.1V,等效电路如图,9,(3)输入端悬空时,基极回路等效电路如图,此时发射结反偏，T截止，vO10V。,10,3.12 图示电路，试计算当输入端分别接0V、5V和悬空时输出电压vO的数值，并指出三极管工作在什么状态，三极管导通后vBE=0.7V。,解:,当输入为0V、5V时，基极回路等效电路如图,其戴维宁
3、等效电路如图,RB=4.7k/18k=3.7k,11,(1)vI=0V时,此时发射结反偏，T截止，vO5V。,(2)vI=5V时,此时发射结正偏,T饱和，vO=VCE(sat)=0.1V。,12,(3)输入端悬空时,基极回路等效电路如图示,其戴维宁等效电路如图示,RB=(4.7+3)/18=5.4k,T饱和，vO=VCE(sat)=0.1V。,此时发射结正偏,题知识点2：二极管与门、或门的应用 p131 图2-18（四版）,在CMOS电路中有时采用下图（a）（b）所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出Y1 Y2的逻辑式。已知电源电压VDD=10V，二极管的正向导通压降为0.7V。,(a
4、)二极管构成与门，C、D、E只要有一个为低电平，则vI1为低电平,(b)二极管构成或门，C、D、E只要有一个为高电平，则vI2为高电平,题知识点2：二极管与门、或门的应用,在CMOS电路中有时采用下图（c）（d）所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出Y3 Y4的逻辑式。已知电源电压VDD=10V，二极管的正向导通压降为0.7V。,(c)二极管构成或门，Y1、Y2只要有一个为高电平，则Y3为高电平,(d)二极管构成与门，Y1、Y2只要有一个为低电平，则Y4为低电平,15,3.14指出图示各门电路的输出是什么状态。已知这些门电路都是 74系列TTL门电路。,知 识点3：TTL门电路的输入端
5、负载特性,见 P156 图P3.14,因控制端无效 Y6处于高阻态,18,3.15 指出图示各门电路的输出是什么状态。已知这些门电路都是 CC4000系列CMOS门电路。,知识点3：COMS门电路的输入端负载特性,P156 图P3.15,20,3.16 图示电路中，与非门GM最多可驱动多少个同样的与非门？ 要求GM的高低电平满足VOH3.2V，VOL0.4V。与非门的输入 电流为IIL-1.6mA，IIH40A。VOL0.4V时输出电流最大值 为IOL(max)=16mA， VOH3.2V时输出电流最大值为IOH(max)=-0.4mA,IOL(max)=16mA， IIL-1.6mA,因输入
6、低电平时每个与非门输入端 总电流为IIL,知识点4：扇出系数，与非门输入特性,21,IOH(max)=-0.4mA， IIH40A,因输入高电平时每个与非门输入端 总电流为2IIH,综合，N=5,知识点4：扇出系数，或非门输入特性,3.17解 当 时，可以求得 当 时，又可求得 故 能驱动5个同样的或非门。,已知:,23,3.18. 试说明在下列情况下，用万用表测量图中vI2得到的电压 各为多少？与非门为74系列TTL电路，万用表使用5V量程，内阻 为20K/V,解：,等效电路：,（3） vI1=3.2V,vB1=2.1V；vI2=1.4V,（1） vI1悬空,vB1=2.1V；vI2=1.4
7、V,（2） vI1=0.2V,vB1=0.9V；vI2=0.2V,知识点5：与非门输入端电平互相影响,24,（4） vI1经51电阻接地,vB1=0.75V；vI2=0.05V,（5） vI1经10k电阻接地,vB1=2.1V；vI2=1.4V,举例见P122例3.5.3 ：计算图中电阻RP取值范围。已知：VOH=3.4V,VOL=0.2V, VIH(min)=2.0V, VIL(max)=0.8V，IIH0.04mA。,解：,当 =VOH时，要求 VIH(min),VOH-IIHRP VIH(min),当 =VOL时，要求 VIL(max),RP 0.69K,RP 35K,对于74系列，当R
8、P=2K 时， 就达到1.4V。,综合两种情况RP应按此式选取,牢记：RP大于2K欧姆时，输入等效为高电平；小于0.7K欧姆时，输入等效为低电平。,26,3.23 计算图中RL阻值范围，其中G1、G2、G3是74LS系列OC门,输出 管截止时的漏电流为IOH=100A，输出低电平VOL0.4V时允许的 最大负载电流为ILM=8mA；G4、G5、G6是74LS与非门，它们的输 入电流为IIL-0.4mA，IIH 20A，VCC=5V，要求OC门的输出 高电平VOH3.2V，输出低电平VOL0.4V 。,解：,&,RL,VCC,&,&,&,G2,G1,G4,G5,G6,G3,(1)输出高电平时，,
9、RL不能太大，应满足,知识点6：上拉电阻计算,27,&,RL,VCC,&,&,&,G2,G1,G4,G5,G6,G3,(2)只有一个门输出低电平时，,RL不能太小，应满足,28,3.25 图示是一个继电器线圈驱动电路.要求在vI=VIH时三极管截止,而 vI=0时三极管饱和导通.已知门输出管截止时的漏电流IOH100A, 导通时允许流过的最大电流ILM=10mA,管压降小于0.1V.三极管 =50,继电器线圈内阻240,电源电压VCC=12V,VEE= -8V,R2=3.2k, R3=18k,试求R1的阻值范围.,解:,知识点6：OC门上拉电阻的计算,29,(2)vI=0时,VP为高电平,R1
10、不能太大,否则，三极管基极电流小,不饱和。,30,+5V,RB,&,G1,RC,即:,IL=I ILM,3.26(1)求RB的取值范围。(2)若将OC门换成推拉式输出的TTL电路， 会发生什么情况。,解(1),31,G1输出高电平时(输出管截止), 三极管应饱和,RB不能太大，否则，三极管基极电流小，不饱和。,+5V,RB,&,G1,RC,32,(2)若将OC门换成推拉式输出的TTL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电路和三极管受损。等效电路如图示。,判断题（正确打，错误的打）,1TTL与非门的多余输入端可以接固定高电平。
11、（ ） 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。（ ） 4两输入端四与非门器件74LS00与7400的逻辑功能完全相同。（ ）,5CMOS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。（ ）,7TTL集电极开路门输出为时由外接电源和电阻提供输出电流。（ ） 8一般TTL门电路的输出端可以直接相连，实现线与。（ ） 9CMOS OD门（漏极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。（ ） 10TTL OC门（集电极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。（
12、 ）,填空题,2OC门称为 门，多个OC门输出端并联到一起可实现 功能。,OC,电源,负载,集电极开路,线与,3.三态输出门其输出端有三种可能出现的状态：,高阻 、 高电平 、 低电平,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
13、 D.负或门,A.B.D.,C.D.,A.,C.D.,5TTL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2.7k接电源 C.通过电阻2.7k接地 D.通过电阻510接地,A.B.C.,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3k接电源 C.接地 D.与有用输入端并联,A.B.D.,7CMOS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,A.C.D.,9. 下图TTL电路中，实现下图所示各输出逻辑的正确电路是（ ）,8. 某TTL与非门的三个输入分别为A，B，C，现只需用A，B两个，C不用，则下面对C的处理方法哪个不正确?( ) A. 与输入A并用B.与输入B并用C.接逻辑“0”D.接逻辑“1”,10. ( )可实现“线与”功能。 A. 与非门 B. OC门 C. 或非门 D. 传输门,11.若将一TTL异或门（输入端为A、B）当作反相器使用，则A、B端应 连接？ (a)A或B中有一个接1；(b) A或B中有一个接0； (c) A和B并联使用； (d)不能实现。,C,Y1,B,（a),P157 题3.20 题3.23,
