第2章-逻辑门电路-习题答案

1第2章逻辑门电路2.1题图2.1(a)画出了几种两输入端的门电路，试对应题图2.1(b)中的A、B波形画出各门的输出F1～F6的波形。题图2.1解:2.2求题图2.2所示电路的输出逻辑函数F1、F2。2题图2.2解:2.3题图2.3中的电路均为TTL门电路，试写出各电路输出Y1～Y8状态。题图2.3解:Y1=0,Y2=1,Y3=Hi-Z,Y4=0,Y5=0,Y6=0,Y7=0,Y8=0.2.4题图2.4中各门电路为CMOS电路，试求各电路输出端Y1、Y2和Y的值。3题图2.4解:Y1=1,Y2=0,Y3=0.2.56个门电路及A、B波形如题图2.5所示，试写出F1～F6的逻辑函数，并对应A、B波形画出F1～F6的波形。题图2.5解：2.6电路及输入波形分别如题图2.6(a)和2.6(b)所示，试对应A、B、C、x1、x2、x3波形画出F端波形。4题图2.6解2.7TTL与非门的扇出系数N是多少？它由拉电流负载个数决定还是由灌电流负载决定？解:N≤8N由灌电流负载个数决定.2.8题图2.8表示三态门用于总线传输的示意图，图中三个三态门的输出接到数据传输总线，D1D2、D3D4、…、DmDn为三态门的输入端，EN1、EN2、ENn分别为各三态门的片选输入端。试问：EN信号应如何控制，以便输入数据D1D2、D3D4、…、DmDn顺序地通过数据总线传输（画出EN1～ENn的对应波形）。题图2.8解：用下表表示数据传输情况2.9某工厂生产的双互补对称反相器（4007）引出端如题图2.9所示，试分别连接成：（1）反相器；（2）三输入与非门；（3）三输入或非门。5题图2.9解：(1)反向器(2)与非门(3)或非门2.10按下列函数画出NMOS电路图。123()()()FABCDEHGFABCDABCDFAB=+++=+++=⊕解：(1)6(2)(3)2.11将两个OC门如题图2.11连接，试将各种组合下的输出电压uo填入题表2.11中，并写出输出逻辑表达式。题图2.11题表2.11解:72.12写出题图2.12的电路表达式，并对表达式进行简化。题图2.12解:CABCABCABY+=++=2.13按下列函数画出CMOS电路图。CDABF+=1BAF⊕=2解：(1)CDABCDABF⋅=+=18(2)BABABAABABBAF+=+==⊕=22.14TTL与非门输入端悬空相当于什么电平？输入端阈值电压VT等于多少？输出端F=0时，能带动几个同类型TTL与非门？负载个数超出扇出系数越多，输出F变得越高还是越低？解：TTL与非门输入端悬空相当于高电平；输入端阈值电压VT=1.4V；输出端F=0时，能带动8个同类型TTL与非门；负载个数超出扇出系数越多，输出F变得越高2.15题图2.15中，G1为TTL三态门，G2为TTL非门，K为开关，电压表内阻为200kΩ。求下列情况下，电压表读数F1和G2输出电压F2分别为多少？（1）A=0.3V，B=0.3V，C=0.3V，K接通。（2）A=0.3V，B=3.6V，C=0.3V，K断开。（3）A=3.6V，B=0.3V，C=3.6V，K接通。（4）A=B=0V，C=3.6V，K断开。（5）A=B=3.63V，C=0.3V，K接通。题图2.15解:(1)F1=3.6V,F2=0V(2)F1=3.6V,F2=0V(3)F1=3.6V,F2=0V(4)F1无读数,F2=0V(5)F1=0V,F2=3.6V92.16电路如题图2.16(a)所示，试对应2.16(b)的输入波形画出F1、F2的对应波形。题图2.16解:EN=0时，F1=BA+，F2=BABA+=⋅EN=1时，F1=1，F2=A据此刻在图2.16(b)上画出F1.F2波形如下：2.17写出题图2.17中NMOS电路的逻辑表达式。题图2.17解:(a)ABCCBAY=++=1(b)BABAY+=+=2(c)BABAY⊕=⊕=32.18写出题图2.18(a)~(c)中各TTL电路的输出逻辑表达式F1、F2和F3，并对应题图2.18(d)所示的输入A、B、C波形画出F1、F2、、F3波形。10题图2.18解:(a)CAACFFCCACAFCC+==⎪⎭⎪⎬⎫=⊕====⊕===111101,1,0,0,1(b)CBAFAFCCABFCC+=⎪⎭⎪⎬⎫======222,1,0,0,1(c)11,1,01,0,1333=⎪⎭⎪⎬⎫======FFCCFCC2.19题图2.19中，G1、G2为“线与”的两个TTLOC门，G3、G4、G5为三个TTL与非门，若G1、G2皆输出低电平时，允许灌入的电流IOL为15mA；G1、G2门皆输出高电平时允许的IOH小于200μA。G3、G4和G5它们的低电平输入电流为IIL=1.1mA，高电平输入电流IIH=5μA。Ec（VCC）=5V，要求OC门输出的高电平VOH≥3.2V,低电平VOL≤0.4V，求负载电阻RL应选多大。11题图2.19解：()()maxmin3/5.03.23.27k(20.230.05)10LCCOHOHIHRVVnImI−=−+−==Ω×+××()()minmax3/5.00.40.39k(1531.1)10LCCOLOLILRVVImI−=−−−==Ω−××所以，选定的RL值应在3.27kΩ与0.39kΩ之间，可以取RL=1～2kΩ。2.20写出题图2.20(a)~(c)各TTL门电路的输出逻辑表达式F1、F2和F3。题图2.20解:(a)'1AAF+=12(b)'3'2'13211AAAAAAF+=(c)()()BABABABABABAABF⊕=+=++=⋅=32.21写出题图2.21中CMOS电路的输出逻辑表达式F1和F2。题图2.21解:2.22画出实现下列逻辑函数的CMOS电路。F1(A、B、C)=AB+CF2(A、B、C)=AB+CD解:1.132.2.23简述CMOS电路驱动TTL电路和TTL电路驱动CMOS电路的技术要求。解:1.通过第2章中表2-17可以看出，CMOSCC4000系列电路可以直接驱动TTLCT4000系列电路，这是因为CMOSVOH=4.95V，大于CT4000VIH（2V），VOL=0.05V小于VIL（0.8V）；CMOSIOH=0.5mA大于IIH（20uA），符合匹配原则，故可以直接驱动。因为IOLIIL,故CMOS电路不能直接驱动YYL1000系列。为了完成CMOS和CT1000系列之间的连接，可通过电平变换电路实现或在CMOS输出端加接电流放大器，常用的CMOS-TTL电平变换电路有CC4049，CC4050等。2.TTL电路驱动CMOS电路因为TTL电路的VOH小于CMOS电路的VIH，所以TTL电路不能直接驱动CMOS电路，可采用加上接电阻RUF的办法提高TTL电路的输出高电平，如图所示，RUF的电阻值对于CT1000系列可在209Ω~4.7KΩ之间选择，如果CMOS电路的ED5V，则须加电平变换电路142.24把题图2.24所示的或非门电路变成与或门电路。题图2.24解:与或门电路如右图。2.25把题图2.25所示的门电路变换成与非门电路。题图2.25解:与非门电路如右图。