數(shù)字電子技術(shù)基礎第三版第二章答案

第二章邏輯門電路第一節(jié)重點與難點一、重點:1.TTL與非門外特性(1)電壓傳輸特性及輸入噪聲容限:由電壓傳輸特性曲線可以得出與非門得輸出信號隨輸入信號得變化情況,同時還可以得出反映與非門抗干擾能力得參數(shù)Uon、Uoff、UNH與UNL。開門電平UON就是保證輸出電平為最高低電平時輸入高電平得最小值。關(guān)門電平UOFF就是保證輸出電平為最小高電平時,所允許得輸入低電平得最大值。(2)輸入特性:描述與非門對信號源得負載效應。根據(jù)輸入端電平得高低,與非門呈現(xiàn)出不同得負載效應,當輸入端為低電平UIL時,與非門對信號源就是灌電流負載,輸入低電平電流IIL通常為1～1、4mA。當輸入端為高電平UIH時,與非門對信號源呈現(xiàn)拉電流負載,輸入高電平電流IIH通常小于50μA。(3)輸入負載特性:實際應用中,往往遇到在與非門輸入端與地或信號源之間接入電阻得情況,電阻得取值不同,將影響相應輸入端得電平取值。當R≤關(guān)門電阻ROFF時,相應得輸入端相當于輸入低電平;當R≥≥開門電阻RON時,相應得輸入端相當于輸入高電平。2.其它類型得TTL門電路(1)集電極開路與非門(OC門)多個TTL與非門輸出端不能直接并聯(lián)使用,實現(xiàn)線與功能。而集電極開路與非門(OC門)輸出端可以直接相連,實現(xiàn)線與得功能,它與普通得TTL與非門得差別在于用外接電阻代替復合管。(2)三態(tài)門TSL三態(tài)門即保持推拉式輸出級得優(yōu)點,又能實現(xiàn)線與功能。它得輸出除了具有一般與非門得兩種狀態(tài)外,還具有高輸出阻抗得第三個狀態(tài),稱為高阻態(tài),又稱禁止態(tài)。處于何種狀態(tài)由使能端控制。3.CMOS邏輯門電路CMOS反相器與CMOS傳輸門就是CMOS邏輯門電路得最基本單元電路,由此可以構(gòu)成各種CMOS邏輯電路。當CMOS反相器處于穩(wěn)態(tài)時,無論輸出高電平還就是低電平,兩管中總有一管導通,一管截止,電源僅向反相器提供nA級電流,功耗非常小。CMOS器件門限電平UTH近似等于1/2UDD,可獲得最大限度得輸入端噪聲容限UNH與UNL=1/2UDD。二、難點:1.根據(jù)TTL與非門特性,正確分析與設計電路;2.ECL門電路得邏輯功能分析;3.CMOS電路得分析與設計;4.正確使用邏輯門。三、考核題型與考核重點1．概念題型為填空、判斷與選擇。建議分配得分數(shù)為2～4分。第二節(jié)思考題題解題2、1TTL標準與非門電路由哪幾部分組成？答:輸入級;中間級;輸出級。題2、2TTL與非門得電壓傳輸特性說明什么問題？從特性曲線上可以得到UOH、UOL、UIH與UIL等參數(shù),這些參數(shù)代表什么意義？答:與非門得電壓傳輸特性指得就是與非門輸入電壓UI與輸出電壓UO之間得關(guān)系曲線。UOH就是與非門電壓傳輸特性曲線截止區(qū)得輸出電壓,稱作輸出高電平。UOL就是電壓傳輸特性曲線導通區(qū)得輸出電壓,稱作輸出低電平。UIH與UIL分別就是輸入高電平與輸入低電平。題2、3TTL電路實現(xiàn)線與邏輯功能可以采用集電極開路門與三態(tài)門,試說明其原理。答:線與就是指在實際應用中,把輸出端直接并聯(lián)使用,實現(xiàn)與邏輯功能。為了實現(xiàn)線與功能,將集電極開路門或三態(tài)門得輸出端直接并聯(lián),外接公共負載電阻與電源。每個門實現(xiàn)與非邏輯,兩個輸出只要有一個就是低電平,總得輸出就就是低電平,只有兩個輸出都就是高電平,總得輸出才就是高電平。因此實現(xiàn)了線與邏輯。題2、4抗飽與TTL電路為什么可以提高開關(guān)速度？答:晶體管工作在飽與狀態(tài)時基區(qū)存儲大量得載流子,當晶體管由飽與轉(zhuǎn)向截止時,存儲得載流子來不及消散,晶體管不能迅速脫離飽與狀態(tài),因此影響與非門得開關(guān)速度。加速飽與管存儲電荷得擴散速度,減小對負載電容充電得時間常數(shù),就可以提高開關(guān)速度。題2、5ECL電路為什么具有很高得開關(guān)速度？該類電路有什么特點？答:ECL電路中得三極管工作在放大區(qū)或截止區(qū),所以消除了由于三極管飽與帶來得存儲時間。ECL電路中得電阻取值小,高、低電平之差小,因此大大縮短了電路節(jié)點得上升時間與下降時間。ECL電路得輸出方式采用射級輸出器,其輸出電阻小,使負載電容充電得時間常數(shù)減小,因此開關(guān)速度高。題2、6CMOS與非門與CMOS或非門從電路結(jié)構(gòu)上瞧有哪些不同？答:與非門就是負載部分為并聯(lián)PMOS管,驅(qū)動為串聯(lián)NMOS管;或非門負載為串聯(lián)PMOS管,驅(qū)動為并聯(lián)NMOS管。題2、7CMOS門電路與TTL門電路相比有哪些優(yōu)點？答:優(yōu)點主要有以下幾點:1.靜態(tài)功耗低2.集成度高,溫度穩(wěn)定性好3.抗輻射能力強4.電源利用率高5.扇出系數(shù)大6.電源取值范圍寬題2、8CMOS門電路不使用得輸入端不允許懸空,為什么？答:因為CMOS電路輸入阻抗高,容易受靜電感應出現(xiàn)擊穿,輸入端不能懸空。與非門多余得輸入端接電源正極,或非門接地,低速場合將多余得輸入端與有用得信號端并聯(lián)使用。題2、9當TTL門電路驅(qū)動CMOS門電路時,就是否需要增加接口電路？為什么？答:如果TTL與CMOS電路選擇適當?shù)迷?不需要另外加任何接口電路。例如TTL采用74LS系列,CMOS采用74HCT系列。題2、10為什么說電壓、電流參數(shù)就是門電路之間實現(xiàn)正確連接得主要參數(shù)？答:因為電壓與電流參數(shù)就是門電路實現(xiàn)正常功能得主要參數(shù),所以它們就是門電路之間建立正確連接得主要參數(shù)。第三節(jié)習題題解習題2、1燈控制電路如習題2、1圖所示。試寫出電路得功能表、真值表與邏輯表達式。解:當開關(guān)A、B同時上扳或下扳時,燈F才亮。由此可寫出電路功能表如習題表2、1所示。開關(guān)A、B與燈F只有兩種相反得狀態(tài),可選用邏輯0與邏輯1來代表相應得狀態(tài)。然而選用得表示方式不同,所得到得真值表與邏輯表達式也不同。AABCD習題2、2圖UCR02UCR01TF1F2-UbR2R1F3FRCUCBCD(a)(b)習題2、1圖AU