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《集成逻辑门电路》练习题及答案[3.1] 在图P3.1（a ）、（b ）两个电路中，试计算当输入端分别接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BE v ≈0.7V ，电路参数如图中所注。
[解]（a ）当输入端悬空时，BE v =-10V ，三极管处于截止状态，0v =10V 。
当输入端接I v 时，可利用戴维宁定理将接至基极与发射极间的外电路化简为由等效电压E v 和等效电阻E R 串联的单回路，如图A2.1（a ）所示。
其中1.51.520101I ⨯+-=＋v v v E ， Ω==k 1.41.5//20E R若I v =0V ，则E v = -2.03V ，故三极管处于截止状态，V 10O =v 。
若I v =5V ，则E v =1.95V ，,mA 3.0mA 1.47.095.1=-=B i 而临界饱和基极电流mA16.023010=⨯-=CESBS v I ，可见BS B I i 〉，三极管处于饱和导通状态，V 3.00≈=CES V v 。
（b ）当输入端悬空时，用戴维宁定理可将接至基极与发射极间的外电路等效地化成由E v 和E R 串联的单回路，如图A2.1（b ）所示。
其中P3.1V1.1V )7.43187.43855=+⨯+++-=（E v ，Ω=+=k 4.518//)7.43(E R 。
所以mA 047.02505mA 074.0mA 4.57.01.1=⨯-==-=CES BS B v I i 。
而，故,BS B I i 〉三极管处于饱和导通状态，V 3.00≈=CES V v 。
当输入端接有1v 时，仍将接到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A2.1（c ）所示。
其中V7.4187.48⨯++-=ＩＩv v v E ， Ω==k 7.318//7.4E R若I v ＝0V ，则 V 66.1，v E -三极管截止，V 50=v 。
第三章 逻辑门 习题解答【题3.15】 在图P3.15电路中，已知OC 门和输出端集电极开路三极管截止时的漏电流最大值为1G 2G mA I MAX OH 25.0)(=，输出低电平时输出电流最大允许值为，输出低电平最大值为mA I MAX OL 16)(=V V MAX OL 2.0)(≤。
若，为保证、V V CC 5=V V OH 6.3≥V V OL 2.0≤，试求取值的允许范围。
P R 解：当时OH V v =0)2/()()(OH OH CC MAX P I V V R −==（5-3.6）/（2×0.25）K Ω＝2.8ΚΩ当时OL V v =0)()(/)(MAX OL OL CC MIN P I V V R −==(5-0.2)/(16×) 310−Ω=300 Ω∴所求的取值范围为 P R ΚΩ≤≤Ω8.2300P R【题3.17】 在图P3.17电路中，已知OC 门输出高电平时集电极开路三极管的漏电流最大值为31~G G mA I MAX OH 25.0)(=；低电平最大输出电流，低电平最大值为。
门电路的高电平输入电流最大值为mA I MAX OL 16)(=V V MAX OL 2.0)(=64~G G A 40)(μ=MAX IH I ，低电平输入电流最大值为mA I MAX IL 6.1)(−=。
在满足、的条件下，允许的取值范围有多大。
V V OH 6.3≥V V OL 2.0≤P R 解：当时OH o V v = |)|63/()((max)L OH OH CC p I I V V R +−==（5-3.6）/（3×0.25×+6×40×）Ω 310−610− =1.41ΚΩ当时OL o V v =|)|3/()((min)L OH OL CC p I I V V R −−= =(5-0.2)/(16×-3×1.6×) 310−310−ΚΩ =0.43ΚΩ即所求的取值范围为:P R ΚΩ≤≤ΚΩ41.143.0P R【题3.19】 图P3.19电路中的门电路均为74LS02与非门，它们的电气参数如表3.4.1所示。
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( )。
3 33习 题1．解： CO =AB +BC +ACAC BC AB C B A ABC CO C B A ABC S +++++=+++=）（）（AC BC AB C B A ABC ）（+++=AC BC AB C AC BC AB B AC BC AB A ABC +++= A B AB C AC C A B C BC B A ABC +++= C B A C B A C B A ABC +++=真值表A B C S CO A B C S CO 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 011111111电路功能：一位全加器，A 、B 为两个加数，C 为来自低位的进位，S 是相加的和，CO 是进位。
2．解：处于工作状态的译码器C 、D 应输入的状态C D ① 0 0 ② 0 1 ③ 1 0 ④11逻辑功能：由74LS139构成的4线—16线译码器3．解：由图可见，74HC138的功能扩展输入端必须满足E 1＝1、032==E E 才能正常译码，因此E 1＝A 3＝1；542A A E =，即A 4＝1，A 5＝1； 0763=+=A A E ，即A 6＝0，A 7＝0。
所以，该地址译码器的译码地址范围为A 7A 6A 5A 4A 3A 2A 1A 0＝00111A 2A 1A 0＝00111000～3 3400111111，用十六进制表示即为38H ～3FH 。
输入、输出真值表如表P3.3-1所示。
表3.3-1 地址译码器的真值表4．解：由图写出逻辑函数并化简，得02460246L Y Y Y Y Y Y Y Y A BC ABC ABC ABC C ==+++=+++=5． 解：F AB B C A B C AB C ABC ABC =+=+++3 359．解：4选1数据选择器的逻辑表达式为： 301201101001D A A D A A D A A D A A Y +++=将A 1=A ，A 0=B ，D 0=1，D 1=C ，C D =2，D 3=C 代入得 ABC C B A BC A C B A C B A ABC C B A BC A B A Y ++++=+++=根据表达式可画出波形图：C ABL10．解：（1）写出逻辑函数表达式： C AB C B A BC A C B A C B A L ++++=（2）用卡诺图化简3 3611．解：567m m m ABC C B A ABC C AB AC AB L ++=+++=+=13． 解：D C B D C D D C A D C B D C C A F +++=++=)(0⋅+++=+++=CD D C D C A D C AB D C B D C D C A D C A令A 1=C ，A 0=D ，AB D =0，A D =1，D 2=1，D 3=0 连线图：14． 解：3 371。
第3章集成逻辑门电路3-1 如图3-1a）～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。
A1A234a)b)c)d)F1F2F3F4BAe）图3-1 题3-1图解：从图3-1a）～d）可知，11F=，2F A B=+，3F A B=⊕，4F A B= ，输出波形图如图3-2所示。
F1F2F3F4AB图3-2题3-1输出波形图3-2 电路如图3-3a ）所示，输入A 、B 的电压波形如图3-3b ）所示，试画出各个门电路输出端的电压波形。
1A 23b)a)AB图3-3 题3-2图解：从图3-3a ）可知，1F AB =，2F A B =+，3F A B =⊕，输出波形如图3-4所示。
F 1F 2F 3AB图3-4 题3-2输出波形3-3在图3-5a ）所示的正逻辑与门和图b ）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。
b)a)图3-5 题3-3图解：（1）图3-5a ）负逻辑真值表如表3-1所示。
表3-1 与门负逻辑真值表F 与A 、B 之间相当于正逻辑的“或”操作。
（2）图3-5b ）负逻辑真值表如表3-2所示。
表3-2 或门负逻辑真值表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、或非门和异或门当做反相器使用？如果可以，各输入端应如何连接？解：与非门、或非门和异或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3-6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。
b)a)AB=A B=+A BC DABC D图3-6 题3-5图解：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。
第三章 组合逻辑电路练习题及答案[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 BC AC 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”。
[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。
[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 ⋅⋅⋅=[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。
第三章集成逻辑门电路例题补充第2章 逻辑门电路2.1解题指导【例2-1】 试用74LS 系列逻辑门，驱动一只V D =1.5V ，I D =6mA 的发光二极管。
解：74LS 系列与之对应的是T4000系列。
与非门74LS00的I OL 为4mA ，不能驱动I D =6mA 的发光二极管。
集电极开路与非门74LS01的I OL 为6mA ，故可选用74LS01来驱动发光二极管，其电路如图所示。
限流电阻R 为Ω=--=--=k V V V R OL D CC 5.065.05.156【例2-2】 试分析图2-2所示电路的逻辑功能。
解：由模拟开关的功能知：当A =1时，开关接通。
传输门导通时，其导通电阻小于1k Ω，1k Ω与200k Ω电阻分压，输出电平近似为0V 。
而A =0时，开关断开，呈高阻态。
109Ω以上的电阻与200k Ω电阻分压，输出电平近似为V DD 。
V V V 020011DDF≈+=DDDD44DD599F210101021010V V V V ≈+≈⨯+=故电路实现了非逻辑功能。
【例2-3】试写出由TTL门构成的逻辑图如图2-3所示的输出F。
&≥1F ≥1AB图2-3 例2-3门电路解：由TTL门输入端悬空逻辑上认为是1可写出【例2-4】试分别写出由TTL门和CMOS 门构成的如图2-4所示逻辑图的表达式或逻辑值。
&&B F10kΩ图2-4 例2-4门电路解：由TTL门组成上面逻辑门由于10kΩ大于开门电阻R ON，所以，无论A、B为何值。
由CMOS门组成上面逻辑门由于CMOS无开门电阻和关门电阻之说，所以，。
2.2 例题补充2-1 一个电路如图2-5所示，其三极管为硅管，β=20，试求：ν1小于何值时，三极管T截止，ν1大于何值时，三极管T饱和。
解：设v BE=0V时，三极管T截止。
T截止V CCv Iv O +10VABAF=++⋅=11≡FABF=时，I B =0。
此时10)10(020I --=-v v I =2VT 临界饱和时，v CE =0.7V 。
此时mAI 0465.010207.010BS =⨯-=mAv I I 0465.010)10(7.027.0I BSB =----== v I =4.2V上述计算说明v I <2V 时，T 截止；v I >4.2V 时，T 饱和。
2-2 一个电路如图2-6所示。
⒈ 已知V CC =6V ，V CES =0.2V ，I CS =10mA ，求集电极电阻R C 的值。
⒉ 已知三极管的β=50、V 高电平V IH =2V ，当电路处于临界饱和时，R b 值应是多少？ 解：⒈Ω=-=-=k I V V R 58.0102.06CS CES CC C⒉ 临界饱和时，I B =I BS 。
mA I 2.050CSBS ===βΩ=-=-=k I V V R 5.62.07.02BS BE I b2-3 在图2-6所示电路中，当电路其他参数不变，仅R b 减小时，三极管的饱和程度是减轻还是加深？仅R C 减小时，三极管的饱和程度是减轻还是加深？解：R b 减少时，I B 增加，在I C 不变的前提下，三极管的饱和程度加深了。
R C 减小时，I CS 增加，在I B 不变的前提下，三极管随着I C 增加，TRCR bV CC v IvO图2-6 三极管电路饱和程度将减轻。
2-4 为什么说TTL与非门输入端在以下三种接法时，在逻辑上都属于输入为0？⒈输入端接地；⒉输入端接低于0.8V的电源；⒊输入端接同类与非门的输入低电平0.4V.解：因为四种系列的TTL与非门的V IL(max)都等于0.8V，所以小于、等于0.8V的输入在逻辑上都为0。
2-5 为什么说TTL与非门输入端在以下三种接法时，在逻辑上都属于输入为1？⒈输入端接同类与非门的输出高电平3.6V;⒉输入端接高于2V电源；⒊输入端悬空。
解：四种系列的TTL与非门的V IH(min)=2V，当v I≥2V时，逻辑上为1。
此时，发射极电流不会从发射极流出。
当输入端悬空时，因没有发射极电流的通路，也不会有发射极电流从发射极流出，与输入端接高电平等效，故TTL门输入端悬空，逻辑上认为是1。
2-6 在挑选TTL门电路时，都希望选用输入低电平电流比较小的与非门，为什么？解：负载门的输入端电流小，驱动门的负载电流才小，才可能带更多的门。
2-7 在实际应用中，为避免外界干扰的影响，有时将与非门多余的输入端与输入信号输入端并联使用，这时对前级和与非门有无影响？解：有影响。
将使前级拉电流负载随并联输入端数成正比例增加。
2-8在用或非门时，对多余输入端的处理方法同与非门的处理方法有什么区别？解：对于或非门，其多余输入端必须接低电平，否则输出端将永远固定为低电平。
而与非门的多余输入端必须接高电平。
2-9异或门能作为非门使用吗？为什么？ 解：异或门可以作为非门使用。
因为根据B A B A B A F +=⊕=，若使A F =，必须一端接A ，另一端接高电平。
此时A A A F =⋅+⋅=112-10 根据图2-7(a )TTL 与非门的电压传输特性、输入特性、输出特性和输入端负载特性，求图中(b )中的v o1~v o7的各个值。
解：已知所求电路、电压传输特性、输入特性、输出特性和输入端负载特性如图2-7所示。
由电压传输特性看出：V OH =3.6V ，V OL =0.2V ；阈值电压V T =1.4V 。
从输入特性看出：I IL ≈1.4mA 。
从输入负载特性看出：R I =1.4k Ω时，V I =1.4V 。
从输出特性看出v O =0.8V 时，I L =20mA ；v O =0.6V 时，I L =15mA 。
据此，可写出：v O1=0.2V ；v O2=3.6V ；v O3=0.2V ；v O4=3.6V ；v O5=3.6V ；v O6；v O7=0.6V （10×1.4=14mA ）。
3.6 0.2 0 v I(V) v O(V)v O(V)i L(mA) 0 0.4 0.20.6 0.8 I(V)i I(mA) -1.41.40 1 2 3v I(V)I (k Ω)1.4(a)TTL 与非门的电压传输特性、输入特性、输出特性和输入端负载特性2-11已知两个相同的TTL 非门连接如图2-8 (a )所示，非门的传输特性曲线如图(b )所示，其图2-7 TTL 与非门的特性及门电路O1 2V & O4 & O5 3.6V300& O23V 0.3V & O3 悬& O6 4V 4.7k & v O73.6V G 1G 2 G 10 & 1 1 1 (b) TTL 与非门的门电路输入电压波形如图(c )所示，试画出 v o1和v o2的波形图，从画出的波形图你能得出什么结论？解：已知所求电路、电压传输特性、和输入电压波形如图2-8所示。
非门的输出电压v O 必须遵循电压传输特性随输入电压v I 变化。
v I ＜1V 时v O =3V ，v I ＞2V 时v O =0.3V ，1V ＜v I ＜2V 期间v O 随v I 线性减少。
据此，画出v I ＜1V 时v O =3V ，v O1和v O2的波形如图2-9所示。
v O(V) I(V) 2 13 0 v O1(V)I(V) 21 3v O2(V) I(V) 213图2-9 题2-11的输出波形图vO2v O1 I(a)电路v I(V) 2 1 3 (b)传输特性 0 Ov I(V) 2 13 (c)输入电压波形 0 图2-8 TTL 与非门电路、传输特性和输入电压波形1 12-12 在图2-10电路中，G 1、G 2是两个集电极开路与非门，每个门在输出低电平时允许灌入的最大电流为I OLmax =16mA ，输入高电平电流I OH <250μA 。
G 3~G 6是四个TTL 与非门，它们的输入低电平电流I IL =1.6mA ，输入高电平电流I IH <5μΑ，计算外接负载电阻为R L 的取值范围，即R Lmax 和R Lmin 之值。
解：7400系列与非门的I IL =1.6mA ，I IH =40μA 。
两个OC 门中只要有一个输出为低电平，线与的结果就为低电平。
此时的低电平不得大于V IL(max)=0.8V 。
故Ω=⨯--=--=k I I V V R ILOL IL CC L 44.06.14168.054(max)(max)min两个OC 门的输出全为1时，线与的结果才为1。
输出高电平不得低于V IH(min)=2V 。
TTL 与非门有一个输入端接高电平就有一个倒置三极管时的I e 电流，为此Ω≈⨯+⨯-=+-=k I I V V R IHOH IH CC L 55.404.0425.022542(max)max故R L 应在0.44～4.55k Ω之间选取某一标称值。
2-13图2-11中的(a )、(b )、(c )三个逻辑电路的功能是否一样，并分别写出F 1、F 2、F 3的逻辑表达式。
1&≥１2C A(b)1&&&1CF 3AB(c)图2-11 门电路逻辑图1&&ACR LV CCBF 1(a)解：根据逻辑门的功能和OC 门线与的特点，可以写出C A AB C A AB F +=⋅=1C A AB F +=2C A AB C A AB F +=⋅=3因为F 1=F 2=F 3，说明三个电路的逻辑功能是一样的。
2-14 写出图2-12中的各逻辑电路的输出F 1、F 2的逻辑表达式。
&&TTL(a)&TTLF 2ABC5k Ω(b)图2-12 TTL 门电路逻辑图1F 1&解：E =0时，AB F =1；E =1时，CD F =1。
将二者合并起来，可写成E CD E ABF ⋅+⋅=1因有5k Ω的存在，所以BC F =2。
2-15用CMOS 实现逻辑表达式B A F +=，并画出电路图。
解：AB B A F =+=即为与非门，参见图2-13。
2-16 写出图2-14中的各个逻辑电路的输出F 1、F 2、F 3的逻辑表达式或真值表。
CF 11A(a)DD ABTGF 2(b)11TGF 3=1(c)图2-14 MOS 门电路逻辑图V DD解：图(a )的C =1时，最上面的PMOS 管和最下面的NMOS 管都导通, A F =1。
C =0时，最上面的PMOS 管和最下面的NMOS 管都不导通，输出F 呈现高阻态。
图(b )的A =1时，传输门导通，MOS 管不导通，B F =2。
