数字集成电路基础试题E
《数字集成电路基础》试题E
（考试时间：120分钟）
班级：姓名：学号：成绩：
一、填空题（共30分）
1.PN结具有单向导电性。正向偏置时，多子以 __________________运动为主，
形成正向电流；反向偏置时，少子____________________运动，形成反向饱电流。
2.双极型晶体三极管输出特性曲线的三个工作区是放大区、＿＿＿＿＿、＿＿＿
＿＿。
3.已知三态与非门输出表达式C
AB
F?
=，则该三态门当控制信号C为＿＿＿电平时，输出为高阻态。
4.十进制数211转换成二进制数是＿＿＿＿＿＿；十六进制数是＿＿＿＿＿＿＿。
5.将若干片中规模集成电路计数器串联后，总的计数容量为每片计数容量的＿＿
＿＿。
6.若用触发器组成某十一进制加法计数器，需要＿＿＿＿个触发器，有＿＿个无
效状态。
7.同步RS触发器的特性方程为Q n+1=____________；约束方程为＿＿＿＿＿＿＿
＿＿。8.下图所示电路中，Y1＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Y2＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
＿；Y3＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
二、选择题(共 18分)
1. 下列函数中，是最小项表达式形式的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
A. Y=A+BC
B. Y=ABC+ACD
C. C
B
A
C
B
A
Y+
?
= D. BC
A
C
B
A
Y+
?
=
2.要实现n
1
n Q
Q=
+,JK触发器的J、K取值应为＿＿＿＿＿。
A． J=0，K=0 B. J=0，K=1 C. J=1，K=0 D. J=1，K=1 3．数值[375]10与下列哪个数相等＿＿＿。
A． [111011101]2 B. [567]8 C. [11101110]BCD D. [1F5]16 4．属于组合逻辑电路的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
A．触发器 B. 全加器 C. 移位寄存器 D. 计数器
B
2 B
V CC
Y1
5．M 进制计数器状态转换的特点是：设定初态后，每来＿＿＿个计数脉冲CP ，计数器重
新 回到初态。
A ． M-1 B. M+1 C. M
6．为了把杂乱的、宽度不一的矩形脉冲信号，整形成具有固定脉冲宽度的矩形波信号
输出，我们应选用＿＿＿电路。
A ． 施密特触发器 B. 单稳态触发器 C. 多谐震荡器 三、化简下列逻辑函数，写出最简与或表达式（共12分）
1． D C B CD A B A Y 1++++= 2． Y 2＝Y 2(A,B,C)=Σ
m （0，2，3，4，5，7）
3． Y 3＝Y 3(A,B,C,D)=Σm （1，3，5，7，9）+Σd （10，11，12，13，14，15）
四、分析设计题 (共 40分)
1．用四2输入或非门74LS02实现)D C )(B A (F ++=的逻辑功能，请画出实验连线图。
74LS02的外部引线排列见下图（允许反变量输入）。
２．说明图示电路的功能。要求：（1）写出每个触发器的驱动方程、状态方程；（2）列出状态转换表；画出状态图；根据给定CP信号的波形画出各触发器输出端Q1、Q2、Q3的波形。（设各触发器的初始状态均为“0”）
Q1
Q2
Q3
数字电子技术基础试题及答案
数字电子技术基础期末考试试卷 课程名称 数字电子技术基础 A 卷 考试形式 闭 卷 考核类型 考试 本试卷共 4 大题，卷面满分100分，答题时间120分钟。 一、填空题：（每小题2分，共10分） 1．二进制数（1011.1001）2转换为八进制数为 (13.41) ，转换为十六进为 B9 。 2．数字电路按照是否具有记忆功能通常可分为两类： 组合逻逻辑电路 、 时序逻辑电路 。 3．已知逻辑函数F ＝A ⊕B ，它的与非-与非表达式为 ，或与非表达式 为 。 4．5个变量可构成 32 个最小项，变量的每一种取值可使 1 个最小项的值为1。 5．555定时器构成的施密特触发器，若电源电压V CC ＝12V ，电压控制端经0.01μF 电容接地，则上触发电平U T+ ＝ V ，下触发电平U T –＝ V 。 二、化简题：（每小题10分，共20分） 1．用代数法将下面的函数化为最简与或式：F=C ·[ABD BC BD A +++(B+C)D]
2. 用卡诺图法将下列函数化简为最简与或式： F(A 、B 、C 、D)=∑m （0,2,4,5,7,13）+∑d(8,9,10,11,14,15) 三、分析题：（每小题10分，共40分） 1．试分析题1图所示逻辑电路，写出逻辑表达式和真值表，表达式化简后再画出新的逻辑图。 题 1图 得分 评卷人
2．74161组成的电路如题 2 图所示，分析电路，并回答以下问题： （1）画出电路的状态转换图（Q 3Q 2Q 1Q 0）； （2）说出电路的功能。（74161的功能见表） 题 2 图 …………………密……………………封…………………………装…………………订………………………线………………………
数字集成电路复习笔记
数集复习笔记 By 潇然名词解释专项 摩尔定律：一个芯片上的晶体管数目大约每十八个月增长一倍。 传播延时：一个门的传播延时t p定义了它对输入端信号变化的响应有多快。它表示一个信号通过一个门时所经历的延时，定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。 由于一个门对上升和下降输入波形的响应时间不同，所以需定义两个传播延时。 t pLH定义为这个门的输出由低至高翻转的响应时间，而t pHL则为输出由高至低翻转 的响应时间。传播延时t p定义为这两个时间的平均值：t p=(t pLH+t pHL)/2。 设计规则：设计规则是指导版图掩膜设计的对几何尺寸的一组规定。它们包括图形允许的最小宽度以及在同一层和不同层上图形之间最小间距的限制与要求。定义设计规则 的目的是为了能够很容易地把一个电路概念转换成硅上的几何图形。设计规则的 作用就是电路设计者和工艺工程师之间的接口，或者说是他们之间的协议。 速度饱和效应：对于长沟MOS管，载流子满足公式：υ= -μξ(x)。公式表明载流子的速度正比于电场，且这一关系与电场强度值的大小无关。换言之，载流子的迁移率 是一个常数。然而在（水平方向）电场强度很高的情况下，载流子不再符合 这一线性模型。当沿沟道的电场达到某一临界值ξc时，载流子的速度将由于 散射效应（即载流子间的碰撞）而趋于饱和。 时钟抖动：在芯片的某一个给定点上时钟周期发生暂时的变化，即时钟周期在每个不同的周期上可以缩短或加长。 逻辑综合：逻辑综合的任务是产生一个逻辑级模型的结构描述。这一模型可以用许多不同的方式来说明，如状态转移图、状态图、电路图、布尔表达式、真值表或HDL描 述。 噪声容限：为了使一个门的稳定性较好并且对噪声干扰不敏感，应当使“0”和“1”的区间越大越好。一个门对噪声的灵敏度是由低电平噪声容限NM L和高电平噪声容限 NM H来度量的，它们分别量化了合法的“0”和“1”的范围，并确定了噪声的 最大固定阈值： NM L =V IL - V OL NM H =V OH - V IH
#《数字集成电路设计》复习提纲
《数字集成电路设计》复习提纲(1-7章) 2011-12 1. 数字集成电路的成本包括哪几部分？ ● NRE (non-recurrent engineering) costs 固定成本 ● design time and effort, mask generation ● one-time cost factor ● Recurrent costs 重复性费用或可变成本 ● silicon processing, packaging, test ● proportional to volume ● proportional to chip area 2. 数字门的传播延时是如何定义的？ 一个门的传播延时tp 定义了它对输入端信号变化的响应有多快。 3. 集成电路的设计规则(design rule)有什么作用？ ? Interface between designer and process engineer ? Guidelines for constructing process masks ? Unit dimension: Minimum line width ? scalable design rules: lambda parameter (可伸缩设计规则，其不足:只能在有限 的尺寸范围内进行。) ? absolute dimensions (micron rules,用绝对尺寸来表示。) 4. 什么是MOS 晶体管的体效应？ 5. 写出一个NMOS 晶体管处于截止区、线性区、饱和区的判断条件，以及各工作区的源漏电流表达式（考虑短沟效应即沟道长度调制效应，不考虑速度饱和效应） 注：NMOS 晶体管的栅、源、漏、衬底分别用G 、S 、D 、B 表示。 6. MOS 晶体管的本征电容有哪些来源？ 7. 对于一个CMOS 反相器的电压传输特性，请标出A 、B 、C 三点处NMOS 管和PMOS 管各自处于什么工作区？ V DD 8. 在CMOS 反相器中，NMOS 管的平均导通电阻为R eqn ，PMOS 管的平均导通电阻为R eqp ，请写出该反相器的总传播延时定义。 9. 减小一个数字门的延迟的方法有哪些？列出三种，并解释可能存在的弊端。 ? Keep capacitances small （减小CL ） ? Increase transistor sizes(增加W/L) ? watch out for self-loading! （会增加CL ） ? Increase VDD (????) V out V in 0.5 11.522.5
数字电路基础考试题9答案
A 卷 一．选择题（18） 1．以下式子中不正确的是（ C ） a ．1A ＝A b ．A ＋A=A c ． B A B A +=+ d ．1＋A ＝1 2．已知B A B B A Y ++=下列结果中正确的是（ ） a ．Y ＝A b ．Y ＝B c ．Y ＝A ＋B d ．B A Y += 3．TTL 反相器输入为低电平时其静态输入电流为（ ） a ．－3mA b ．＋5mA c ．－1mA d ．－7mA 4．下列说法不正确的是（ ） a ．集电极开路的门称为OC 门 b ．三态门输出端有可能出现三种状态（高阻态、高电平、低电平） c ．O C 门输出端直接连接可以实现正逻辑的线或运算 d 利用三态门电路可实现双向传输 5．以下错误的是（ ） a ．数字比较器可以比较数字大小 b ．实现两个一位二进制数相加的电路叫全加器 c ．实现两个一位二进制数和来自低位的进位相加的电路叫全加器 d ．编码器可分为普通全加器和优先编码器 6．下列描述不正确的是（ ） a ．触发器具有两种状态，当Q=1时触发器处于1态 6． A 7． B 8． A 9． B b ．时序电路必然存在状态循环
c ．异步时序电路的响应速度要比同步时序电路的响应速度慢 d ．边沿触发器具有前沿触发和后沿触发两种方式，能有效克服同步触发器的空翻现象 7．电路如下图（图中为下降沿Jk 触发器），触发器当前状态Q 3 Q 2 Q 1为“011”，请问时钟作用下，触发器下一状态为（ ） a ．“110” b ．“100” c ．“010” d ．“000” 8、下列描述不正确的是（ ） a ．时序逻辑电路某一时刻的电路状态取决于电路进入该时刻前所处的状态。 b ．寄存器只能存储小量数据，存储器可存储大量数据。 c ．主从JK 触发器主触发器具有一次翻转性 d ．上面描述至少有一个不正确 9．下列描述不正确的是（ ） a ．EEPROM 具有数据长期保存的功能且比EPROM 使用方便 b ．集成二—十进制计数器和集成二进制计数器均可方便扩展。 c ．将移位寄存器首尾相连可构成环形计数器 d ．上面描述至少有一个不正确 二．判断题（10分） 1．TTL 门电路在高电平输入时，其输入电流很小，74LS 系列每个输入端的输入电流在40uA 以下（ ） 2．三态门输出为高阻时，其输出线上电压为高电平（ ） 3．超前进位加法器比串行进位加法器速度慢（ ） 4．译码器哪个输出信号有效取决于译码器的地址输入信号（ ） 5．五进制计数器的有效状态为五个（ ） 6． 施密特触发器的特点是电路具有两个稳态且每个稳态需要相应的输入条件维持。（ ） 7． 当时序逻辑电路存在无效循环时该电路不能自启动（） 8． RS 触发器、JK 触发器均具有状态翻转功能（ ） 9． D/A 的含义是模数转换（ ） 10．构成一个7进制计数器需要3个触发器（ ） 三．计算题（5分） 如图所示电路在V i ＝和V i ＝5V 时输出电压 V 0分别为多少，三极管分别工作于什么区（放 大区、截止区、饱和区）。 V i 10k 3k GND +5V V 0
数字集成电路--电路、系统与设计(第二版)复习资料
第一章 数字集成电路介绍 第一个晶体管，Bell 实验室，1947 第一个集成电路，Jack Kilby ，德州仪器，1958 摩尔定律：1965年，Gordon Moore 预言单个芯片上晶体管的数目每18到24个月翻一番。(随时间呈指数增长) 抽象层次：器件、电路、门、功能模块和系统 抽象即在每一个设计层次上，一个复杂模块的内部细节可以被抽象化并用一个黑匣子或模型来代替。这一模型含有用来在下一层次上处理这一模块所需要的所有信息。 固定成本（非重复性费用）与销售量无关；设计所花费的时间和人工；受设计复杂性、设计技术难度以及设计人员产出率的影响；对于小批量产品，起主导作用。 可变成本 （重复性费用）与产品的产量成正比；直接用于制造产品的费用；包括产品所用部件的成本、组装费用以及测试费用。每个集成电路的成本=每个集成电路的可变成本+固定成本/产量。可变成本=（芯片成本+芯片测试成本+封装成本）/最终测试的成品率。 一个门对噪声的灵敏度是由噪声容限NM L （低电平噪声容限）和NM H （高电平噪声容限）来度量的。为使一个数字电路能工作，噪声容限应当大于零，并且越大越好。NM H = V OH - V IH NM L = V IL - V OL 再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个。 一个门的VTC 应当具有一个增益绝对值大于1的过渡区(即不确定区)，该过渡区以两个有效的区域为界，合法区域的增益应当小于1。 理想数字门 特性：在过渡区有无限大的增益；门的阈值位于逻辑摆幅的中点；高电平和低电平噪声容限均等于这一摆幅的一半；输入和输出阻抗分别为无穷大和零。 传播延时、上升和下降时间的定义 传播延时tp 定义了它对输入端信号变化的响应有多快。它表示一个信号通过一个门时所经历的延时，定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。 上升和下降时间定义为在波形的10%和90%之间。 对于给定的工艺和门的拓扑结构，功耗和延时的乘积一般为一常数。功耗-延时积(PDP)----门的每次开关事件所消耗的能量。 一个理想的门应当快速且几乎不消耗能量，所以最后的质量评价为。能量-延时积(EDP) = 功耗-延时积2 。 第三章、第四章CMOS 器件 手工分析模型 ()0 12' 2 min min ≥???? ??=GT DS GT D V V V V V L W K I 若＋－λ ()DSAT DS GT V V V V ,,m in min ＝ 寄生简化：当导线很短，导线的截面很大时或当 所采用的互连材料电阻率很低时，电感的影响可 以忽略：如果导线的电阻很大(例如截面很小的长 铝导线的情形)；外加信号的上升和下降时间很慢。 当导线很短，导线的截面很大时或当所采用的互 连材料电阻率很低时，采用只含电容的模型。 当相邻导线间的间距很大时或当导线只在一段很短的距离上靠近在一起时：导线相互间的电容可 以被忽略，并且所有的寄生电容都可以模拟成接 地电容。 平行板电容：导线的宽度明显大于绝缘材料的厚 度。 边缘场电容：这一模型把导线电容分成两部分： 一个平板电容以及一个边缘电容，后者模拟成一 条圆柱形导线，其直径等于该导线的厚度。 多层互连结构：每条导线并不只是与接地的衬底 耦合（接地电容），而且也与处在同一层及处在相邻层上的邻近导线耦合（连线间电容）。总之，再多层互连结构中导线间的电容已成为主要因素。这一效应对于在较高互连层中的导线尤为显著，因为这些导线离衬底更远。 例4.5与4.8表格 电压范围 集总RC 网络 分布RC 网络 0 → 50%(t p ) 0.69 RC 0.38 RC 0 → 63%(τ) RC 0.5 RC 10% → 90%(t r ) 2.2 RC 0.9 RC 0 → 90% 2.3 RC 1.0 RC 例4.1 金属导线电容 考虑一条布置在第一层铝上的10cm 长，1μm 宽的铝线，计算总的电容值。 平面(平行板)电容： ( 0.1×106 μm2 )×30aF/μm2 = 3pF 边缘电容： 2×( 0.1×106 μm )×40aF/μm = 8pF 总电容： 11pF 现假设第二条导线布置在第一条旁边，它们之间只相隔最小允许的距离，计算其耦合电 容。 耦合电容： C inter = ( 0.1×106 μm )×95 aF/μm2 = 9.5pF 材料选择：对于长互连线，铝是优先考虑的材料；多晶应当只用于局部互连；避免采用扩散导线；先进的工艺也提供硅化的多晶和扩散层 接触电阻：布线层之间的转接将给导线带来额外的电阻。 布线策略：尽可能地使信号线保持在同一层上并避免过多的接触或通孔；使接触孔较大可以降低接触电阻(电流集聚在实际中将限制接触孔的最大尺寸)。 采电流集聚限制R C , (最小尺寸)：金属或多晶至n+、p+以及金属至多晶为 5 ~ 20 Ω ；通孔(金属至金属接触)为1 ~ 5 Ω 。 例4.2 金属线的电阻 考虑一条布置在第一层铝上的10cm 长，1μm 宽的铝线。假设铝层的薄层电阻为0.075Ω/□，计算导线的总电阻： R wire ＝0.075Ω/□?(0.1?106 μm)/(1μm)＝7.5k Ω 例4.5 导线的集总电容模型 假设电源内阻为10k Ω的一个驱动器，用来驱动一条10cm 长，1μm 宽的Al1导线。 电压范围 集总RC 网络 分布RC 网络 0 → 50%(t p ) 0.69 RC 0.38 RC 0 → 63%(τ) RC 0.5 RC 10% → 90%(t r ) 2.2 RC 0.9 RC 0 → 90% 2.3 RC 1.0 RC 使用集总电容模型，源电阻R Driver ＝10 k Ω，总的集总电容C lumped ＝11 pF t 50% = 0.69 ? 10 k Ω ? 11pF = 76 ns t 90% = 2.2 ? 10 k Ω ? 11pF = 242 ns 例4.6 树结构网络的RC 延时 节点i 的Elmore 延时： τDi = R 1C 1 + R 1C 2 + (R 1+R 3) C 3 + (R 1+R 3) C 4 + (R 1+R 3+R i ) C i 例4.7 电阻-电容导线的时间常数 总长为L 的导线被分隔成完全相同的N 段，每段的长度为L/N 。因此每段的电阻和电容分别为rL/N 和cL/N R (= rL) 和C (= cL) 是这条导线总的集总电阻和电容()()()N N RC N N N rcL Nrc rc rc N L DN 2121 (22) 22 +=+=+++?? ? ??=τ 结论：当N 值很大时，该模型趋于分布式rc 线;一条导线的延时是它长度L 的二次函数;分布rc 线的延时是按集总RC 模型预测的延时的一半. 2 rcL 22＝RC DN = τ 例4.8 铝线的RC 延时.考虑长10cm 宽、1μm 的Al1导线,使用分布RC 模型，c = 110 aF/μm 和r = 0.075 Ω/μm t p = 0.38?RC = 0.38 ? (0.075 Ω/μm) ? (110 aF/μm) ? (105 μm)2 = 31.4 ns Poly ：t p = 0.38 ? (150 Ω/μm) ? (88+2?54 aF/μm) ? (105 μm)2 = 112 μs Al5： t p = 0.38 ? (0.0375 Ω/μm) ? (5.2+2?12 aF/μm) ? (105 μm)2 = 4.2 ns 例4.9 RC 与集总C 假设驱动门被模拟成一个电压源，它具有一定大小的电源内阻R s 。 应用Elmore 公式，总传播延时： τD = R s C w + (R w C w )/2 = R s C w + 0.5r w c w L 2 及 t p = 0.69 R s C w + 0.38 R w C w 其中，R w = r w L ，C w = c w L 假设一个电源内阻为1k Ω的驱动器驱动一条1μm 宽的Al1导线，此时L crit 为2.67cm 第五章CMOS 反相器 静态CMOS 的重要特性：电压摆幅等于电源电压 → 高噪声容限。逻辑电平与器件的相对尺寸无关 → 晶体管可以采用最小尺寸 → 无比逻辑。稳态时在输出和V dd 或GND 之间总存在一条具有有限电阻的通路 → 低输出阻抗 (k Ω) 。输入阻抗较高 (MOS 管的栅实际上是一个完全的绝缘体) → 稳态输入电流几乎为0。在稳态工作情况下电源线和地线之间没有直接的通路(即此时输入和输出保持不变) → 没有静态功率。传播延时是晶体管负载电容和电阻的函数。 门的响应时间是由通过电阻R p 充电电容C L (电阻R n 放电电容C L )所需要的时间决定的 。 开关阈值V M 定义为V in = V out 的点(在此区域由于V DS = V GS ，PMOS 和NMOS 总是饱和的) r 是什么：开关阈值取决于比值r ，它是PMOS 和NMOS 管相对驱动强度的比 DSATn n DSATp p DD M V k V k V V ＝ ，r r 1r +≈ 一般希望V M = V DD /2 (可以使高低噪声容限具有相近的值)，为此要求 r ≈ 1 例5.1 CMOS 反相器的开关阈值 通用0.25μm CMOS 工艺实现的一个CMOS 反相器的开关阈值处于电源电压的中点处。 所用工艺参数见表3.2。假设V DD = 2.5V ，最小尺寸器件的宽长比(W/L)n 为1.5 ()()()()()()()() V V L W V V V V k V V V V k L W L W M p DSATp Tp M DSATp p DSATn Tn M DSATn n n p 25.125.55.15.35.320.14.025.1263.043.025.10.163.01030101152266==?==----?-???----=－－－＝ 分析： V M 对于器件比值的变化相对来说是不敏感 的。将比值设为3、2.5和2，产生的V M 分别为 1.22V 、1.18V 和 1.13V ，因此使PMOS 管的宽度小于完全对称所要求的值是可以接受的。 增加PMOS 或NMOS 宽度使V M 移向V DD 或GND 。不对称的传输特性实际上在某些设计中是所希望的。 噪声容限：根据定义，V IH 和V IL 是dV out /dV in = -1(= 增益)时反相器的工作点 逐段线性近似V IH = V M - V M /g V IL = V M + (V DD - V M )/g 过渡区可以近似为一段直线，其增益等于 在开关阈值V M 处的增益g 。它与V OH 及V OL 线的交点 用来定义V IH 和V IL 。点。
数字电子技术基础试题及答案
D C B A D C A B ++《数字电子技术》试卷 姓名：__ _______ 班级：__________ 考号：___________ 成绩：____________ 1.?有一数码10010011，作为自然二进制数时，它相当于十进制数（147），作为8421BCD 码时，它相当于十进制数（93 ）。 2.三态门电路的输出有高电平、低电平和（高阻）3种状态。 3．TTL 与非门多余的输入端应接（高电平或悬空）。 4．TTL 集成JK 触发器正常工作时，其d R 和d S 端应接（高）电平。 5. 已知某函数?? ? ??+??? ??++=D C AB D C A B F ，该函数的反函数F = （ ）。 6. 如果对键盘上108个符号进行二进制编码，则至少要（ 7）位二进制数码。 7. 典型的TTL 与非门电路使用的电路为电源电压为（5 ）V ，其输出高电平为（3.6）V ，输出低电平为（0.35）V ， CMOS 电路的电源电压为（ 3--18） V 。 8．74LS138是3线—8线译码器，译码为输出低电平有效，若输入为A 2A 1A 0=110时，输出 01234567Y Y Y Y Y Y Y Y 应为（ ）。 9．将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路设计16位为一个字节的ROM 。该ROM 有（ 11）根地址线，有（16）根数据读出线。 10. 两片中规模集成电路10进制计数器串联后，最大计数容量为（ 100）位。 11. ＝（AB ）。 12. 13 二、分） 1.?函数 A ．F(A,B,C)=∑m （0，2，4） B. (A,B,C)=∑m （3，5，6，7） C ．F(A,B,C)=∑m （0，2，3，4） D. F(A,B,C)=∑m （2，4，6，7） 2．8线—3线优先编码器的输入为I 0—I 7 ，当优先级别最高的I 7有效时，其输出012Y Y Y ??的值是（ C ）。 A ．111 B. 010 C. 000 D. 101 3．十六路数据选择器的地址输入（选择控制）端有（ C ）个。 A ．16 B.2 C.4 D.8
《数字集成电路》期末试卷(含答案)
浙江工业大学 / 学年第一学期 《数字电路和数字逻辑》期终考试试卷 A 姓名 学号 班级 任课教师 一、填空题（本大题共10小题，每空格1分，共10分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1．十进制数（68）10对应的二进制数等于 ； 2．描述组合逻辑电路逻辑功能的方法有真值表、逻辑函数、卡诺图、逻辑电路图、波形图和硬件描述语言（HDL ）法等，其中 描述法是基础且最直接。 3．1 A ⊕可以简化为 。 4．图1所示逻辑电路对应的逻辑函数L 等于 。 A B L ≥1 & C Y C 图1 图2 5．如图2所示，当输入C 是（高电平，低电平） 时，AB Y =。 6．两输入端TTL 与非门的输出逻辑函数AB Z =，当A =B =1时，输出低电平且V Z =0.3V ，当该与非门加上负载后，输出电压将(增大，减小) 。 7．Moore 型时序电路和Mealy 型时序电路相比， 型电路的抗干扰能力更强。 8．与同步时序电路相比，异步时序电路的最大缺陷是会产生 状态。 9．JK 触发器的功能有置0、置1、保持和 。 10．现有容量为210×4位的SRAM2114，若要将其容量扩展成211×8位，则需要 片这样 的RAM 。 二、选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 11．十进制数（172）10对应的8421BCD 编码是 。 【 】 A ．（1111010）8421BCD B ．（10111010）8421BCD C ．（000101110010）8421BC D D ．（101110010）8421BCD 12．逻辑函数AC B A C B A Z +=),,(包含 个最小项。 【 】
数字电子技术基础试题与答案
数字电子技术基础期末考试试卷 课程名称 数字电子技术基础 B 卷 考试形式 闭卷 考核类型 考试 本试卷共 3 大题，卷面满分100分，答题时间120分钟。 一、填空题：（每题2分，共10分） 1. 时序逻辑电路一般由 和 两分组成。 2. 十进制数（56）10转换为二进制数为 和十六进制数为 。 3. 串行进位加法器的缺点是 ，想速度高时应采用 加法器。 4. 多谐振荡器是一种波形 电路，它没有稳态，只有两个 。 5. 用6个D 触发器设计一个计数器，则该计数器的最大模值M= 。 二、化简、证明、分析综合题：（每小题10分，共70分） 1．写出函数F (A,B,C,D) =A B C D E ++++的反函数。 =F
2．证明逻辑函数式相等：()() ++++=+ BC D D B C AD B B D 3．已知逻辑函数F= ∑（3,5,8,9，10，12）+∑d(0,1,2) （1）化简该函数为最简与或式：
（2）画出用两级与非门实现的最简与或式电路图： 4．555定时器构成的多谐振动器图1所示，已知R1=1K Ω，R2=8.2KΩ，C=0.1μF。试求脉冲宽度T，振荡频率f 和占空比q。 图1
5．某地址译码电路如图2所示，当输入地址变量A7-A0的状态分别为什么状态 时，1Y 、6Y 分别才为低电平（被译中）。 图2 6．触发器电路就输入信号的波形如图3所示，试分别写出D 触发器的Q 和Q1的表达式，并画出其波形。 图3 ………………………密……………………封…………………………装…………………订………………………线………………………
2010年数字集成电路设计期中考试_中国科技大学
中国科学技术大学苏州研究院软件学院 数字集成电路设计 期中考试 (2010年10月11日2:00pm—3:30pm) 1.问答题 a)叙述摩尔定律（5分）。 b)叙述评价数字集成电路设计质量的四个基本特性（6分）。 c)叙述长沟MOS晶体管与短沟MOS晶体管的区别(6分）。 d)MOS管的电容由哪几部分构成?并说出在不同工作模式下的区别(8分）。 e)以反相器为例,说出静态CMOS电路的功耗包括哪几部分(6分）？ f)数字集成电路按比例缩小有几种情形（6分）? g)下面的两种电路哪个性能(速度)更优越一些?并说出原因(5分）。 h)下面的电路哪个是无比逻辑,哪个是有比逻辑?并说出有比逻辑与无比 逻辑的区别(5分）。 2．下图为一RC网络。计算： a)从输入In到Out1的Elmore延时（5分）;b)从输入In到Out2的Elmore延时（5分）;c)确定哪条路径是关键路径（3分）?
3.假设下图中反相器由标准CMOS实现,并且具有对称的电压传输特性。假设 C intrinsic = C gate (γ=1),单位尺寸反相器的等效电阻与电容为R和C。单位尺 寸反相器的本征延时为t inv。反相器inv2, inv3和inv4的尺寸S1，S2和S3不小于1。 a)确定S1，S2和S3使时延最小（5分），并计算总的最小时延（以t inv为单位） （5分）。 b)确定反相器inv2, inv3和inv4的尺寸S1，S2和S3使功耗达到最小（4分）。4．如下图所示的逻辑网络，要求确定复合门电容y和z使A端到B端延时最小。 a)计算A端到B端总的逻辑努力LE（3分）;b)计算A端到B端总的电气努力F （2分）;c)计算A端到B端总的分支努力B (3分）;d)计算A端到B端总的路径努力PE (2分）;e)确定最佳级努力SE (3分）(近似为整数);f)确定A端到B端的最小时延（以t inv为单位）(3分）;g)确定电容y (5分）;h)确定电容z (5分）。
数字电子技术基础试题和答案
一、填空题：（每空3分，共15分） 1．逻辑函数有四种表示方法，它们分别是（）、（）、（）和（）。2．将2004个“1”异或起来得到的结果是（）。 3．由555定时器构成的三种电路中，（）和（）是脉冲的整形电路。4．TTL器件输入脚悬空相当于输入（）电平。 5．基本逻辑运算有: （）、（）和（）运算。 6．采用四位比较器对两个四位数比较时，先比较（）位。 7．触发器按动作特点可分为基本型、（）、（）和边沿型； 8．如果要把一宽脉冲变换为窄脉冲应采用（）触发器 9．目前我们所学的双极型集成电路和单极型集成电路的典型电路分别是（）电路和（）电路。 10．施密特触发器有（）个稳定状态.，多谐振荡器有（）个稳定状态。 11．数字系统按组成方式可分为、两种； 12．两二进制数相加时，不考虑低位的进位信号是（）加器。 13．不仅考虑两个____________相加，而且还考虑来自__________相加的运算电路，称为全加器。 14．时序逻辑电路的输出不仅和_________有关，而且还与_____________有关。 15．计数器按CP脉冲的输入方式可分为___________和___________。 16．触发器根据逻辑功能的不同，可分为___________、___________、___________、___________、___________等。 17．根据不同需要，在集成计数器芯片的基础上，通过采用___________、___________、___________等方法可以实现任意进制的技术器。 18．4. 一个JK 触发器有个稳态，它可存储位二进制数。 19．若将一个正弦波电压信号转换成同一频率的矩形波，应采用电路。 20．把JK触发器改成T触发器的方法是。 二．数制转换（5分）： 1、（１１．００１）２＝（）１６＝（）１０ 2、（８Ｆ．ＦＦ）１６＝（）２＝（）１０ 3、（２５．７）１０＝（）２＝（）１６ 4、（＋１０１１Ｂ）原码＝（）反码=( )补码 5、（－１０１０１０Ｂ）原码＝（）反码=( )补码
数字集成电路必备考前复习总结
Digital IC：数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路 或系统 第一章引论 1、数字IC芯片制造步骤 设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计） 制版：根据版图制作加工用的光刻版 制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽） 封装：用金丝把管芯的压焊块（pad）与管壳的引脚相连 测试：测试芯片的工作情况 2、数字IC的设计方法 分层设计思想：每个层次都由下一个层次的若干个模块组成，自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证 SoC设计方法：IP模块（硬核（Hardcore)、软核（Softcore)、固核（Firmcore））与设计复用Foundry（代工）、Fabless（芯片设计）、Chipless（IP设计）“三足鼎立”——SoC发展的模式 3、数字IC的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦 之类的） NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本 设计时间和投入，掩膜生产，样品生产 一次性成本 Recurrent 成本 工艺制造（silicon processing），封装（packaging），测试（test） 正比于产量 一阶RC网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数 功耗：emmmm自己算 4、EDA设计流程 IP设计系统设计（SystemC）模块设计（verilog） 综合 版图设计(.ICC) 电路级设计（.v 基本不可读）综合过程中用到的文件类型(都是synopsys版权)： 可以相互转化 .db（不可读）.lib（可读） 加了功耗信息
5大规模数字集成电路习题解答
自我检测题 1．在存储器结构中，什么是“字”什么是“字长”，如何表示存储器的容量 解：采用同一个地址存放的一组二进制数，称为字。字的位数称为字长。习惯上用总的位数来表示存储器的容量，一个具有n字、每字m位的存储器，其容量一般可表示为n ×m位。 2．试述RAM和ROM的区别。 解：RAM称为随机存储器，在工作中既允许随时从指定单元内读出信息，也可以随时将信息写入指定单元，最大的优点是读写方便。但是掉电后数据丢失。 ROM在正常工作状态下只能从中读取数据，不能快速、随时地修改或重新写入数据，内部信息通常在制造过程或使用前写入， 3．试述SRAM和DRAM的区别。 解：SRAM通常采用锁存器构成存储单元，利用锁存器的双稳态结构，数据一旦被写入就能够稳定地保持下去。动态存储器则是以电容为存储单元，利用对电容器的充放电来存储信息，例如电容器含有电荷表示状态1，无电荷表示状态0。根据DRAM的机理，电容内部的电荷需要维持在一定的水平才能保证内部信息的正确性。因此，DRAM在使用时需要定时地进行信息刷新，不允许由于电容漏电导致数据信息逐渐减弱或消失。 4．与SRAM相比，闪烁存储器有何主要优点 解：容量大，掉电后数据不会丢失。 5．用ROM实现两个4位二进制数相乘，试问：该ROM需要有多少根地址线多少根数据线其存储容量为多少 解：8根地址线，8根数据线。其容量为256×8。 6．简答以下问题： （1）CPLD和FPGA有什么不同 FPGA可以达到比 CPLD更高的集成度，同时也具有更复杂的布线结构和逻辑实现。FPGA 更适合于触发器丰富的结构，而 CPLD更适合于触发器有限而积项丰富的结构。 在编程上 FPGA比 CPLD具有更大的灵活性；CPLD功耗要比 FPGA大；且集成度越高越明显；CPLD比 FPGA有较高的速度和较大的时间可预测性，产品可以给出引脚到引脚的最大延迟时间。CPLD的编程工艺采用 E2 CPLD的编程工艺，无需外部存储器芯片，使用简单，保密性好。而基于 SRAM编程的FPGA,其编程信息需存放在外部存储器上，需外部存储器芯片 ,且使用方法复杂，保密性差。 （2）写出三家CPLD/FPGA生产商名字。 Altera，lattice，xilinx，actel 7．真值表如表所示，如从存储器的角度去理解，AB应看为地址，F0F1F2F3应看为数据。 表
数字电子技术基础试题及答案
数字电子技术基础期末考试试卷 课程名称 数字电子技术基础 B 卷 考试形式 闭卷 考核类型 考试 本试卷共 3 大题，卷面满分100分，答题时间120分钟。 一、填空题：（每题2分，共10分） 1. 时序逻辑电路一般由 和 两分组成。 2. 十进制数（56）10转换为二进制数为 和十六进制数为 。 3. 串行进位加法器的缺点是 ，想速度高时应采用 加法器。 4. 多谐振荡器是一种波形 电路，它没有稳态，只有两个 。 5. 用6个D 触发器设计一个计数器，则该计数器的最大模值M= 。 二、化简、证明、分析综合题：（每小题10分，共70分） 1．写出函数F (A,B,C,D) =A B C D E ++++的反函数。 =F 2．证明逻辑函数式相等：()()BC D D B C AD B B D ++++=+
3．已知逻辑函数F= ∑（3,5,8,9，10，12）+∑d(0,1,2) （1）化简该函数为最简与或式： （2）画出用两级与非门实现的最简与或式电路图： 4．555定时器构成的多谐振动器图1所示，已知R1=1KΩ，R2=8.2KΩ，C=0.1μF。试求脉冲宽度T，振荡频率f和占空比q。 图1 5．某地址译码电路如图2所示，当输入地址变量A7-A0的状态分别为什么状态
时，1Y 、6Y 分别才为低电平（被译中）。 图2 6．触发器电路就输入信号的波形如图3所示，试分别写出D 触发器的Q 和Q1的表达式，并画出其波形。 图3 D= Q n+1= Q 1= 7. 已知电路如图4所示，试写出:
①驱动方程； ②状态方程； ③输出方程； ④状态表； ⑤电路功能。图4
数字集成电路复习指南..
1. 集成电路是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管、MOS管等有源器件和阻、电容、电感等无源器件，按一定电路互连，“集成”在一块半导体晶片（硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的一种器件。 2.集成电路的规模大小是以它所包含的晶体管数目或等效的逻辑门数目来衡量。等效逻辑门通常是指两输入与非门，对于CMOS集成电路来说，一个两输入与非门由四个晶体管组成，因此一个CMOS电路的晶体管数除以四，就可以得到该电路的等效逻辑门的数目，以此确定一个集成电路的集成度。 3.摩尔定律”其主要内容如下： 集成电路的集成度每18个月翻一番/每三年翻两番。 摩尔分析了集成电路迅速发展的原因， 他指出集成度的提高主要是三方面的贡献: （1）特征尺寸不断缩小，大约每3年缩小1.41倍； （2）芯片面积不断增大，大约每3年增大1.5倍； （3）器件和电路结构的改进。 4.反标注是指将版图参数提取得到的分布电阻和分布电容迭加到相对应节点的参数上去，实际上是修改了对应节点的参数值。 5.CMOS反相器的直流噪声容限:为了反映逻辑电路的抗干扰能力，引入了直流噪声容限作为电路性能参数。直流噪声容限反映了电流能承受的实际输入电平与理想逻辑电平的偏离范围。 6. 根据实际工作确定所允许的最低输出高电平，它所对应的输入电平定义为关门电平；给定允许的最高输出低电平，它所对应的输入电平为开门电平 7. 单位增益点. 在增益为0和增益很大的输入电平的区域之间必然存在单位增益点，即dV out/dVin=1的点 8. “闩锁”现象 在正常工作状态下，PNPN四层结构之间的电压不会超过Vtg，因 此它处于截止状态。但在一定的外界因素触发下，例如由电源或 输出端引入一个大的脉冲干扰，或受r射线的瞬态辐照，使 PNPN四层结构之间的电压瞬间超过Vtg，这时，该寄生结构中就 会出现很大的导通电流。只要外部信号源或者Vdd和Vss能够提供 大于维持电流Ih的输出，即使外界干扰信号已经消失，在PNPN四 层结构之间的导通电流仍然会维持，这就是所谓的“闩锁”现象 9. 延迟时间： T pdo ——晶体管本征延迟时间； UL ——最大逻辑摆幅，即最大电源电压； Cg ——扇出栅电容(负载电容)； Cw ——内连线电容； Ip ——晶体管峰值电流。
2011年数字集成电路设计期末考试试卷_中国科技大学
Digital Integrated Circuits Final Exam, Fall 2011 School of Software Engineering University of Science and Technology of China (19:00pm–21:00 pm November24th, 2011) Name:Student ID:Score: 1. Which of the following two circuits is better in terms of speed? Why?(5 points) 2. Describe at least two methods to reduce power dissipation of digital integrated circuits. (5 points) 3. What are the advantage and disadvantage of using the transistor M r in the figure below? (4 points) 4.Reconstruct the following circuit logically to avoid glitches.Describe at least one other method to avoid glitches. (5 points) 5.Sketch a transistor-level circuit for a 6-Transistor SRAM. Describe how to size transistors to ensure writing reliability and reading stability.What is the purpose of having PMOS transistors? (10 points)
数字电路基础试题及答案
陕西理工学院成教学生考试试卷姓名：年级：专业： 科目：数字电路学历层次： 一、填空：（２５分） １、（10110）2=( )10=( ) 16 ( 28 ) 10=( ) 2 =( ) 16 （56） 10=（） 8421BCD ２、最基本的门电路是：、、。３、有N个变量组成的最小项有个。 4、基本RS触发器的特征方程为_______ ,约束条件是__. 5、若存储器的容量是256×4 RAM,该RAM有 ___存储单元，有字，字长 _____位，地址线根。 6、用N位移位寄存器构成的扭环形计数器的模是________. 7、若令JK触发器的J=K=T则构成的触发器为_______. 7、如图所示，Y= 。9、如图所示逻辑电路的输出Y= 。 10、已知 Y=D AC BC B A+ +，则 Y= ， Ｙ／＝。 11、组合逻辑电路的特点是_________、___________;与组合逻辑 电路相比，时序逻辑电路的输出不仅仅取决于此刻 的_______;还与电路有关。 二、化简(20分) １、公式化简 （１）Ｙ＝ABC ABC BC BC A ++++ （２）Y ABC A B C =+++ 2、用卡诺图法化简下列逻辑函数 （1）Y BCD BC ACD ABD =+++ — — 下 — — — — — — — — — — 装 — — — — — — — — — — 订 — — — — — — — — — — 线 — — — — — — — — — — —
（２）(1,3,4,9,11,12,14,15)(5,6,7,13)m d Y =∑+∑ 三、设下列各触发器初始状态为0，试画出在CP 作用下触发器的输出波 形(10分 ) 四、用74LS161四位二进制计数器实现十进制计数器。（15分） 五、试分析如图电路的逻辑功能,设各触发器的初始状态为0。(15分) r C Q A 、Q B 、Q C 、Q A 、B 、C 、 D ：数 P 、T ：计数选通端r C ：异步复位端CP ：时钟控制输入D L ：同步并置数 C ：位输出端；
《数字集成电路》期末考试卷A(含问题详解)
工业大学 / 学年第一学期 《数字电路和数字逻辑》期终考试试卷 A 学号 班级 任课教师 一、填空题（本大题共10小题，每空格1分，共10分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1．十进制数（68）10对应的二进制数等于 ； 2．描述组合逻辑电路逻辑功能的方法有真值表、逻辑函数、卡诺图、逻辑电路图、波形图和硬件描述语言（HDL ）法等，其中 描述法是基础且最直接。 3．1 A ⊕可以简化为 。 4．图1所示逻辑电路对应的逻辑函数L 等于 。 A B L ≥1 & C Y C 图1 图2 5．如图2所示，当输入C 是（高电平，低电平） 时，AB Y =。 6．两输入端TTL 与非门的输出逻辑函数AB Z =，当A =B =1时，输出低电平且V Z =0.3V ，当该与非门加上负载后，输出电压将(增大，减小) 。 7．Moore 型时序电路和Mealy 型时序电路相比， 型电路的抗干扰能力更强。 8．与同步时序电路相比，异步时序电路的最大缺陷是会产生 状态。 9．JK 触发器的功能有置0、置1、保持和 。 10．现有容量为210×4位的SRAM2114，若要将其容量扩展成211×8位，则需要 片这样 的RAM 。 二、选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号。错选、多选或未选均无分。 11．十进制数（172）10对应的8421BCD 编码是 。 【 】 A ．（1111010）8421BCD B ．（10111010）8421BCD C ．（0）8421BCD D ．（101110010）8421BCD 12．逻辑函数AC B A C B A Z +=),,(包含 个最小项。 【 】