数字电子技术基础_杨颂华_答案_从第三章开始

习题33－1二极管门电路如图p3－1所示。已知二极管导通压降为0.7V，A,B,C高电平输入为5V，地电平输入为3V，试分别列出电路的真值表，写出输出表达式。若图（a）输出高电平o3HUV≥,试计算负载电阻LR的最小值。解：1F，2F随A,B,C变化的电平真值表如下表所示：1FABC=••2FABC=++根据55OHOHLUVURk−=Ω求得7.5kLR≥Ω，即min7.5kLR=Ω3－2TTL与非门电路如图P3－2所示，如果在输出端电阻IR，试计算I0.5Rk=Ω和IR＝2kΩ时的输出电压iU。ABC1F2FLLLLLLLHLHLHLLHLHHLHHLLLHHLHLHHHLLHHHHHH解：I0.5Rk=Ω时，be150.50.6130.5IUUV−=×+＝。I2Rk=Ω时，be15232IUUV−=×+＝1.7。由于1be1be2be5bUUUU=++，1bU不能大于2.1V，111bbeUUU=−,IU最多不能超过1.4V，所以此时IU被嵌为在1.4V。3－3有两组TTL与非门器件，分别测得他们的技术参数如下：A组：oHminU＝2.4V，oLmaxU＝0.4V，iHminU＝2V，iLmaxU＝0.8VB组：oHminU＝2.7V，oLmaxU＝0.5V，iHminU＝2V，iLmaxU＝0.8V试分别求出他们的噪声容限，并判断哪组门电路的抗干扰能力强。解：根据题意，对于A组有：底电平噪声容限NLU,则有：maxmaxmax0.80.40.4NLOFFoLiLoLUUUUUVVV=−=−=−=高电平噪声容限NHU,则有：minminmin2.420.4NHoHONoHiHUUUUUVVV=−=−=−=对于B组有：底电平噪声容限NLU,则有：maxmaxmax0.80.50.3NLOFFoLiLoLUUUUUVVV=−=−=−=高电平噪声容限NHU,则有：minminmin2.720.7NHoHONoHiHUUUUUVVV=−=−=−=对于A组：2ONUV=0.8OFFUV=对于B组：0.8OFFUV=2ONUV=所以两组的抗干扰能力一样强。3－4TTL与非门输入端可以有四种接法：①输入端悬空；②输入端接高于2V，低于5V的电压；③输入端接同类与非门的输出高电压3.6V；④输入端接大于2kΩ的电阻到地。试说明这四种接法都属于输入高电平（逻辑1）。解：为了保证与非门稳定地输出底电平，输入的电压应该满足IONUU≥,而输入负载需满足大与开门电阻ONR，通常情况下ONU＝1.4V，，而关门电平OFFU通常情况下为1VOFFU≈，即只有满足IOFFUU≤时，输出才为高电平。因此，如题所示的四种情况都属于输入高电平。3－5TTL电路拉电流的负载能力小于5mA，灌电流的负载能力小于20mA，开门点平ONU≤1.8V，关门点平0.8OFFUV。有人根据图P3－5（a）～（e）所示的逻辑电路图写出1F～5F表达式分别为1FABCD•＝,2FABCD=+,3FABCD=+,4FABCD=+,5FABCD=+试判断这些表达式是否正确，并简述其理由。解：图（a）：（错误）因为TTL门输出端不能直接并接。图（b）：（错误）当2U输出高电平时，有拉电流流过负载，此处33.6102450.15LVImAmA−=×=Ω拉,因此电路不能正常工作。图（c）：（错误）因为0.30.7IOFFRkRk=Ω=Ω，相当于输入端为底电平，故31F=。图（d）：（正确）当4F输入底电平时有灌电流流过负载，此处555201kLLVVImAmAR===Ω灌，因此电路可以正常工作。图（e）：（错误）因为0.32IONRkRk=Ω=Ω，1.4IUV=相当于输入端为高电平，故50F=。3－6试判断图P3－6所示个电路能偷按各图要求的逻辑关系正常工作？若电路接法有错，则改电路；若电路正确但给定的逻辑关系不对，则写出正确的逻辑表达式。已知TTL的/oHoLII=0.4mA/10mA,oHoL/UU＝3.6V/0.3V，CMOS门的DDU＝5V，oHoL/UU＝5V/0V，/oHoLII＝0.5mA/0.5mA。解：图（1）：（正确），1,FAB=因33.6100.240.4,15LVImAmA−=×=Ω拉，故电路可以正常工作。图（2）：（正确），2,FAB=+因3510110,5LVImAmA−=×=Ω灌，故电路可以正常工作。图（3）：（错误），因与非门输入端不能直接并联。如果改用OC门，并在输入端加LR接至CCU，则电路能正常工作，并满足3FABCD=。图（4）：（正确），4FAB=+，这里相当于将两个门并联为一个门试用，由于两个门的输出状态总是相同，故不会相互影响。这种连接可以提高门的驱动能力。图（5）：（错误），试用OC门时，在输出端应加上拉电阻LR，将其接到CCU，才有5FABCD=。图（6）：（错误），电路正确，但是给出的逻辑关系不对，应该为6FABCABC=+。3－7图P3－7均为TTL门电路。（1）写出函数1F,2F,3F，4F的逻辑表达式。(2)若已知A,B,C的波形，分别画出1F～4F的波形图。解：三态门输出高阻时，后一级门的输入端悬空，对TTL门来说，悬空端为逻辑“1”。1C=0时，1FB=；C=1时，1FAB=,因此1FABCBC=+2C=0时，2FB=；C=1时，2FABAB=⊕=⊕,因此2()FABCBC=⊕+3C=0时，3FAB=；C=1时，3FAB=，因此3()FABCABC=++4C=0时，4FAB=；C=1时，4FA=，因此4FABCAC=+1F～4F的波形图如图解3－6所示。波形依次为A,B,C,1F,，2F，3F，4F。3－8试写出图3－8所示电路的逻辑表达式，并用真值表说明这是一个什么逻辑功能部件。解：分析图P3-6电路的工作原理，可得电平真值表解如下表所示，根据真值表可得F与A,B的逻辑关系：FAB=，该电路为同或门。ABFLLHLHLHLLHHH3－9在CMOS电路中有时采用图P3－9（a）～（d）所示的扩展功能用法，试分析各图的逻辑功能，写出1F~4F的逻辑表达式。已知电源电压DDU＝10V，二极管的正向导通压降为0.7V。解：图（a）为非门扩展器；图（b）为或非门扩展器；（c）为与非门扩展器；图（d）为或非门扩展器1FABCDE=2FABCDE=++++3FABCDEF=•4FABCDEF=+++++