习题目录。
3.1 在图p3.1(a)、(b)两个电路中,试计算当输入端为以下3种状态时,输出电压并指出三极管t工作在何种状态(饱和、截止、放大)。设t导通时。
3)输人端悬空。
ab)图p3.1
解:对于图(a)电路:
1)时,假设t截止,则ub<0v,ube<0<0.7v,假设成立。因此t工作在截止状态,uo=vcc=12v。
2)时,假设t截止,则。
所以假设不成立,t的发射结应导通,设t处于放大状态,则。
而 ∴ t不处于放大状态,而处于饱和状态。取uo=0.5v。
3)输人端悬空时,由于发射结反偏而截止,所以t处于截止状态。uo=vcc=12v。
对于图(b)电路:
1)时,假设t截止,则。
假设成立。因此t工作在截止状态,uo=vcc=5v。
2)时,假设t截止,则。
所以假设不成立,t的发射结应导通,设t处于放大状态,则。
而 ∴ t不处于放大状态,而处于饱和状态。取uo=0.5v。
3)输人端悬空时,假设t截止,则。
所以假设不成立,t的发射结应导通,设t处于放大状态,则。
而 ∴ t不处于放大状态,而处于饱和状态。取uo=0.5v。
3.2 在图p3.2所示的反相器电路中,如果三极管t的β=30,最大额定电流icm=30ma。
输人信号uih=3.6v,uil=0.3v。
设三极管t、二极管d导通压降均为0.7v。试求:
(1)允许最大的灌流负载电流是多少?
(2)允许最大的拉流负载电流是多少?
图p3.2解:(1)三极管提供灌流负载电流时,三极管处于饱和状态,输出低电平,因此应保证uo≤0.7v;同时流过集电极的电流应不大于额定电流icm=30ma。
uo=0.7v时,即三极管处于临界饱和状态,此时ic=ics=irc+ig达到最大值,所以。
同时应满足:
因此,ig的最大值取16.6ma。
2)三极管提供拉流负载电流时,三极管处于截止状态,输出高电平,二极管d导通,使输出限制在3.7v。
3.3 试说明在下列情况下,图p3.3(a)、(b)的电压表和电流表指示值各为多少?设该与非门iih=30μa,iis=1ma。
1)a悬空;
2)a接3.4v;
3)a接地。
ab)图p3.3
解:(1)a悬空:(a)图的电压表和电流表指示值各为1.4v,0ma;(b)图的a端电流表和b端电流表指示值各为0ma,1ma。
2)a接3.4v:(a)图的电压表和电流表指示值各为1.4v,30μa;(b)图的a端电流表和b端电流表指示值各为30μa,1ma。
3)a接地:(a)图的电压表和电流表指示值各为0v,1ma ;(b)图的a端电流表和b端电流表指示值各为0.5ma ,0.5ma。
3.4 试分析图p3.4(a)、(b)电路的逻辑功能,列出真值表,写出pl、p2、p3的逻辑表达式。
ab)图p3.4
解:设输入、输出高电平用“1”表示,输入、输出低电平用“0”表示,则对(a)(b)图列出真值表如表3.3.1(a)、(b)所示。
表3.3.1(a表3.3.1(b)
所以:,3.5 试为图p3.
5电路中的外接负载电阻rl选定合适的阻值。已知oc门输出高电平时输出管的漏电流为50μa,输出低电平时允许的最大负载电流为16ma:g3、g4、g5的低电平输入电流为1.
4ma,高电平输入电流为40μa。要求oc门输出高电平uoh≥3.0v,低电平uol≤0.
4v。图p3.5解:由图可知,两个oc门输出“线与”,因此g1和g2输出都为高电平时,“线与”后为高电平,rl选定的阻值应使uoh≥3.0v,即:
其中:ioh :oc门输出漏电流;iih :负载门输入漏电流。n:oc门的个数,m:负载门输入端数。
只要g1和g2中有一个输出为低电平,“线与”后为低电平,rl选定的阻值应使uol≤0.4v,即:
其中:i g(max)):oc门最大灌电流;i il:负载门低电平输入电流;m′:负载门个数。
所以负载电阻rl的阻值为:
3.6 写出图p3.6各电路的输出表达式。
图p3.6解:;或。
3.7 如图p3.7(a)所示电路,已知输入信号的波形如图3.7(b)所示,请画出输出信号p和p′的电压波形并写出p的逻辑表达式。
a)电路b)输入信号的波形。
图p3.7解:逻辑表达式为或
波形图如图3.3.1所示。
图3.3.1
3.8 如图p3.8所示电路,试问各电压表的指示值为多少?
图p3.8解:v1表的指示值为:3.4v;v2表的指示值为:0v;v3表的指示值为:3.4v;
3.9 写出图p3.9各电路的输出是什么状态(高电平、低电平或高阻态)。已知这些门电路都是ttl电路。
(abc)(def)
图p3.8解:(a)低电平;(b)低电平;(c)低电平;(d)高阻态;(e)低电平;(f)低电平。
3.10 若图p3.9中(b)、(d)、(e)、(f)的门电路是cmos电路,那么这些电路的输出又是什么状态(高电平、低电平或高阻态)?
解:(b)高电平;(d)高阻态;(e)高电平;(f)低电平。
3.11试说明下列各种门电路中哪些输出端可以并联使用?
(1)推拉式输出级的ttl门电路;
(2)ttl电路的oc门;
(3)tt:l电路的ts门;
(4)普通cmos门;
(5)漏极开路的cmos门;
(6)cmos电路的ts门。
解:可以并联使用的门电路:(2)(3)(5)(6)。
3.12 试指出如图p3.10所示ttl门电路中空闲输入端x1、x2和x3应如何处理?
图p3.10
解:x1接“1”或vcc或变量c;x2和x3中应至少有一个接“0”或地。
3.13 ecl门电路的主要特点是什么?
解:(1)是ttl、cmos、i2l、ecl电路中工作速度最快的一种;
2)功耗大;
3)逻辑摆幅(高、低电平之差)低,噪声容限低(0.2v左右)。
3.14 写出如图p 3.11所示ecl电路的输出表达式f1、f2和f3。
图p3.11
解:ecl电路的输出端可以直接并联,实现“线或”功能,故:
3.15 写出图p3.12 cmos电路的逻辑表达式。
ab)cd)
图p3.12
解:(a) (b)
c) (d)
3.16 写出图p3.13所示电路的逻辑表达式。
图p3.13
解:3.17 如图p3.14所示,已知ttl门各端输入信号,试在下面两种情况下画出输出端p1、p2、p3波形。
1)不考虑各门tpd;
2)考虑各门tpd。
图p3.14
解:(1)不考虑各门tpd,输出波形如图3.3.2(a)所示。
图3.3.2(a)
2)考虑各门tpd,输出波形如图3.3.2(b)所示。
图3.3.2(b)
第3章习题答案
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