第2章 习题

习题

习题 2-1

已知门电路的输入信号重复频率为 100 MHz, 输入信号和电路如题图 2.1 所示。试补画出下列两种情况下的输出信号波形。

(1) 不考虑非门的延迟时间；

(2) 设非门、与非门的延迟时间均为 $t_{pd}=10ns$ 。

($a$)

($b$)

题图 2.1

习题 2-2

试说明在下列情况下，用万用表测量题图 2.2 中 $V_{12}$ 得到的电压各为多少?与非门为 74H 系列 TTL 电路，万用表使用 5V 量程，内阻为 20 kΩ/V。

(1) $V_{\mathrm{II}}$ 悬空；(2) $V_{\mathrm{II}}=0.2\mathrm{V}$ ; (3) $V_{\mathrm{II}}=3.2\mathrm{V}$ ; (4) $V_{\mathrm{II}}$ 经 $100\Omega$ 电阻接地；(5) $V_{\mathrm{II}}$ 经 $10\mathrm{k}\Omega$ 电阻接地。

题图 2.2

习题 2-3

已知逻辑门的参数是 $V_{OH}=3.5V$ , $V_{OL}=0.1V$ , $V_{IHmin}=2.4V$ , $V_{ILmax}=0.3V$ , $I_{IH}=20\mu A$ , $I_{IS}=1.0mA$ , $I_{OH}=360\mu A$ , $I_{OL}=8mA$，求题图 2.3 中 $R$ 的取值范围。

题图 2.3

习题 2-4

在 STTL 集成电路中，采取了哪些措施来提高电路的开关速度?

习题 2-5

试为题图 2.4 中的 $R_L$ 选择合适的阻值，已知 OC 门输出管截止时的漏电流为 $I_{OH}=150\mu A$ ，输出管导通时允许的最大负载电流为 $I_{OL}=16mA$ ，负载门的低电平输入电流为 $I_{IL}=-1mA,I_{IL}=1mA$ ，高电平输入电流为 $I_{IH}=40\mu A,V_{CC}=5V$ ，要求 OC 门的输出高电平 $V_{OH}⩾3V$ ，输出低电平 $V_{OL}⩽0.3V$ 。

题图 2.4

习题 2-6

已知题图 2.5 中各个门电路都是 74H 系列 TTL 电路，试写出各门电路的输出状态 (0,1 或 $Z$)。

题图 2.5

习题 2-7

已知TTL三态门电路及控制信号 $C_1,C_2$ 的波形如题图 2.6所示，试分析此电路能否正常工作。

($a$)

($b$)

题图 2.6

习题 2-8

由 CMOS 门组成的电路如题图 2.7 所示。已知 $V_{DD}=5V,V_{OH}⩾3.5V,V_{OL}⩽0.5V$ 。门的驱动能力 $I_O=\pm 4mA$ 。问以下根据给定电路写出的输出表达式是否正确？

题图 2.7

($a$) $F_1=\overline{AB}\cdot \overline{CD};$

($b$) $F_2=AB+CD;$

($c$) $F_3=AB+CD$

习题 2-9

CMOS 门电路如题图 2.8 所示，分析此电路所完成的逻辑功能。

题图 2.8

习题 2-10

逻辑门电路如题图 2.9 所示，针对下面两种情况，分别讨论它们的输出与输入各是什么关系?

(1) 两个电路均为 CMOS 电路输出高电平 $5\mathrm{V}$，输出低电平 $0\mathrm{V}$ 。

(2) 两个电路均为 TTL 电路输出高电平 3.6 V, 输出低电平 0.3 V, 门电路的开门电阻为 2 kΩ, 关门电阻为 0.8 kΩ。

($a$)

($b$)

题图 2.9

习题 2-11

CMOS 门电路如题图 2.10 所示，试写出各门的输出电平。

($a$)

($b$)

($c$)

题图 2.10

习题 2-12

CMOS 与或非门不使用的输入端应如何连接？

习题 2-13

写出题图 2.11 所示 E/E MOS 电路的 $F$ 输出逻辑表达式。

($a$)

($b$)

题图 2.11

习题 2-14

分析题图 2.12 所示各 CMOS 门电路，哪些能正常工作，哪些不能。写出能正常工作的输出信号的逻辑表达式。

($a$)

($b$)

($c$)

($d$)

($g$)

($e$)

($h$)

($f$)

($i$)

($j$)

题图 2.12

习题 2-15

试分别画出实现逻辑函数 $F_1=\overline{AC+BD+E},F_2=\overline{(A+B)D}+C$ 的 CMOS 电路图。

习题 2-16

分析题图 2.13 所示 ECL 逻辑电路的逻辑功能，写出各输出的逻辑表达式(设输出端都有下拉电阻)。

($a$)

($b$)

($c$)

题图 2.13

习题 2-17

${\mathrm{I}}^2\mathrm{L}$ 集成电路中部分简化电路如题图 2.14所示，分析 $F_1,F_2,F_3$ 与输入 $A,B$ 之间的逻辑关系，写出表达式。

题图 2.14

第 3 章 组合电路的分析与设计

数字逻辑电路按逻辑功能分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类，本章主要介绍小规模组合逻辑电路的分析和设计方法，以及组合逻辑电路中的冒险现象，并介绍常用的几种中规模组合逻辑电路(数码比较器、编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、奇偶校验电路和运算电路等)。