数电习题

2. 电气特性：
静态特性 — 主要是输入特性、输出特性和传输特性。 动态特性 — 主要是传输延迟时间的概念。
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四、集成门电路使用中应注意的几个问题 分类
工作电源 输出电平 阈值电压 输入端串 接电阻Ri 输入端 悬空 多余输入 端的处理
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二、分立元件门电路 主要介绍了由半导体二极管、三极管和 MOS 管构成的与门、或门和非门。
虽然，分立元件门电路不是本章的重点，但是 通过对这些电路的分析，可以体会到与、或、非三 种最基本的逻辑运算，是如何用半导体电子电路实 现的，这将有助于后面集成门电路的学习。
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[练习] 写出图中所示各个门电路输出端的逻辑表达式。
TTL CMOS
A
100k 100
=1
Y1 A
A
100k 100
=1
Y1 A
A
悬空
&
Y1 A
A
悬空
不允许
&
Y1
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例（T2.4.1）为什么说TTL与非门的输入端在以下4种接法下都属于逻辑 0：（1）输入端接地；（2）输入端接低于 0.8V 的电源；（3）输入端接 同类与非门的输出低电平 0.2 V；（4）输入端通过500Ω的电阻接地。
对于CMOS电路，多余输入端可根据需要使之接地（或非门）或
直接接电源（与非门）。
二、 去耦合滤波器 三、 接地和安装工艺
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第二章
小结
一、半导体二极管、三极管和 MOS 管 是数字电路中的基本开关元件，一般都工作在开 关状态。 1. 半导体二极管：是不可控的，利用其开关特性可构成
（5）CMOS比TTL驱动能力强。
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数制转换 (1) 二-八转换: 每 3 位二进制数相当一位 8 进制数
( 0 10 101 111 ) 2 ( 257 ) 8
2
(
5
7
0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1. 0 0 0 1 1 0 ) 2 ( 2 3 4 1 . 0 6 ) 8
1
输入 信号
D 1
74HC04 50Ω
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2.9.3 抗干扰措施
一、 多余输入端的处理措施
集成逻辑门电路在使用时，一般不让多余输入端悬空，以防止干 扰信号的引入。对多余输入端的处理以不改变电路的工作状态（逻辑 关系）及稳定可靠为原则。 对于TTL与非门，一般可将多余输入端通过上拉电阻（1~3KΩ） 接电源正极。对于TTL或非门，一般可将多余输入端通过一限流电阻 （100Ω）接地。
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2.9.2 带负载时的接口电路
一、用门电路直接驱动显示器件
门电路的输入为低电平，输出为高电平时，LED发光
vI 1 LED R
R
V OH V F ID
当输入信号为高电平，输出为低电平时，LED发光
VCC
R
V CC V F V OL ID
vI
R LED 1
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五、TTL与CMOS的区别 1.电平： TTL： 输出 L： <0.4V ； H：>2.4V 输入 L： <0.8V ； H：>2.0V 噪声容限是0.4V CMOS： 高电平电压接近于电源电压， 低电平电压接近于0V，噪声容限很大 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样， 所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电 阻对电平分压 或者外加上拉电阻接电源。
L A, B, C , D ( 3, 4,5, 6,9,10,12,13,14,15 )
m
[解]
ABCD CD AB 00 01 11 10 BC BD 1 00 1 AB 01 1 1 11 1 1 1 1
10
1
ACD
1
AC D
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L A, B, C , D AB BC BD ACD AC D ABCD
Y AC AB AD
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AC
1 1
1 1
1
1 1
AB
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例2： 用卡诺图化简逻辑函数
Y AB BD C BD AC D A B






[解]
Y ABC BC D BD A C ABD
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三、画包围圈的原则：
(1)包围圈内的方格数一定是2n个，且包围圈必 须呈矩形。
(2) 圈越大越好，但圈的个数越少越好。 (3) 最小项可重复被圈，但每个圈中至少有一个 新的最小项。 (4) 必须把组成函数的全部最小项圈完，并做认 真比较、检查才能写出最简与或式。
CD
例如：四变量的卡诺 图
AB
00 01 11 10
00 m0 m1 m3 m2
01 m4 m5 m7 m6
11 m12 m13 m15 m14
10 m8 m9 m11 m10
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二、化简的步骤
（1）将逻辑函数写成最小项表达式。
（2）按最小项表达式填卡诺图，凡式中包含的 最小项，其对应方格填1，其余方格填0。 （3）合并最小项，即将循环相邻的1方格圈成一 组（包围圈），每一组含2n个方格（最小项），对 应每个包围圈写出一个新的乘积项。 （4） 将所有包围圈对应乘积项相加。
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[练习] 写出图中所示各个门电路输出端的逻辑表达式。
TTL CMOS
A
100k 100
&
=A Y1 1
A
100k 100
&
Y1 = 1
A
100k 100
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≥1
Y1 A =0
A
100k 100
≥1
Y1 A
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（2）CMOS是场效应管构成，是电压控制器件； TTL为双极晶体管构成，是电流控制器件； （3）CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干 扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差； （4）TTL电路的速度快，传输延迟时间短，为510ns，但是功耗大，COMS电路的速度慢，传输延 迟时间长，为25-50ns，但功耗低；
( 26 ) 10 ( 0001 1010 ) 2 ( 1A ) 16
1
(
A
000 1 1 0 1 1 0 1 1 0 . 0 0 1 0) 2 ( 1 B 6 . 2 ) 16
（4）十六-二转换：
每位 16 进制数换为相应的 4 位二进制数
( 8 F A . C 6 ) 16 ( 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 . 1 1 0 0 0 1 1 0 )2
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例4： 用卡诺图化简逻辑函数
L A, B, C , D ( 0,1, 2,5, 6, 7,8,9,13,14 )
m
[解]
CD BC 00 01 11 10 AC D AB 1 00 1 1 1 1 1 01 ABC 1 1 11 BC D 10 1 1
(2) 八-二转换: 每位 8 进制数转换为相应 3 位二进制数
( 31 . 47 ) 8 (
( 375. 64 ) 8 (
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011 001 . 100 111
)2
)2
13
011 111 101 . 110 100
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（3）二-十六转换： 每 4 位二进制数相当一位 16 进制数
二极管与门和或门。 是一种用电流控制且具有放大特性的开 2. 半导体三极管： 关元件， 利用三极管的饱和导通与截止 特性可构成 非门 和其它 TTL 集成门电 路。 3. MOS管：是一种具有放大特性的由电压控制的开关元件， 利用 N 沟道 MOS 管和 P 沟道 MOS 管可构成 CMOS 反相器和其它 CMOS 集成门电路。
解：因为逻辑0 表示低电平，而 ⑴ ⑵ ⑶的电压都属于TTL与非门的
输入低电平UIL，所以这3种接法都属于逻辑0。 （4）因为 Ri = 500Ω ＜Roff ,所以uI 属于逻辑0 。 例（T2.4.1）为什么说TTL与非门的输入端在以下4种接法下都属于逻辑 1： （1）输入端悬空；（2）输入端接高于 2 V 的电源；（3）输入端接
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例1： 用卡诺图化简逻辑函数
Y ABCD ABCD AB AD ABC
[解] 化简步骤: (1) 画函数的卡诺图
CD AB 00 01 11 10 00 01 11 10
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