【数字集成电路】期末试题(卷)A(含答案解析)
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．（000101110010）8421BCD D．（101110010）8421BCD
12．逻辑函数AC
=)
Z+
,(包含个最小项。
,
B A
C
B
A
【】
A．2 B．3 C．4 D．5
13．设标准TTL与非门AB
Z=的电源电压是+5V，不带负载时输出高电平电压值等于
+3.6V，输出低电平电压值等于0.3V。当输入端A、B电压值V A=0.3V，V B=3.6V和
V A=V B=3.6V两种情况下，输出电压值V Z分别为。
【】
A．5V，5V B．3.6V，3.6V
C．3.6V，0.3V D．0.3V ，3.6V
14．图3所示电路的输出逻辑函数
Z等于。【】
1
A．ABCD B．AB+CD
C．CD
AB+
AB+D．CD
A B C D
2-4译码器
Z 1
Z 2
图3 图4
15．图4电路是由二进制译码器组成的逻辑电路，输出Z 2等于 。 【 】
A ．A
B AB ?
B ．AB AB +
C ． AB AB +
D ．AB AB ?
16．图5所示所示时序电路中，实现n n Q Q =+1 的电路是 。
【
】
CP
CP
CP
A A
B
D
C 图5
17．最能直观反映时序电路状态变化关系的是 【 】
A ．逻辑电路图
B ．时序图
C ．状态真值表
D ．状态转移图 18．可以对脉冲波形整形的电路是（
）。
【 】
A ．施密特触发器
B ．T 触发器
C ．多谐振荡器
D ．译码器 19．同样分辨率和时钟脉冲下，并行比较型A/D 转换器、逐次逼近型A/D 转换器和双积分
型A/D 转换器中完成一次模数转换时间最长的是 转换器。 【 】
A ．双积分型
B ．逐次逼近型
C ．并行比较型
D ．都一样
20．某十位D/A 转换器满量程输出电压为5.115V ，则当输入D=（010*******）2时，
输出电压为（ ）伏。
【 】 A ．5.115V
B ．1.44V
C ．2.34V
D ．0.44V
三、分析题（本大题共6小题，21-26每小题6分，27小题12分，共48分） 21．已知逻辑函数Z （A ,B ,C ,D ）=∑m （0,2,3,7,8,9）+ ∑d （10,11,12,13,14,15），求逻辑
函数Z 的最简“与或”表达式。
22．分析图6所示电路输出Z 的最简与或逻辑函数表达式。
A
C
B
Z
图6
23．图7是用4选1数据选择器设计的一个逻辑电路，试写出输出逻辑函数Z 的最简与或表达式。
表1 4选1数据选择器功能表
图7
24．设正边沿D 触发器初态为0，试画出图8所示CP 和输入信号作用下触发器Q 端的波形。
CP D
Q “1”
“0”
图8
25．移位寄存器CC40194功能如表2所示。设CC40194初态为Q3Q2Q1Q0＝0000，电路如图9，试画出十个以上CP脉冲作用下移位寄存器的状态转移图。
图9
表2 CC40194功能表
26．CMOS集成定时器555组成的电路如图10所示，试问：
（1）说出电路的名称；
（2）画出v C和v O输出电压波形（设输入v I低电平宽度足够窄）。
00t
t
v I
v O v I v 0
t
v O
图10
27．已知某同步时序电路如图11所示，试：
（1）分析电路的状态转移图，并要求给出详细分析过程。 （2）电路逻辑功能是什么，能否自启动？
（3）若计数脉冲f CP 频率等于700Hz ，从Q 2端输出时的脉冲频率是多少?
图11
四、设计题（本大题共3小题，第28小题10分，第29小题12分，共22分） 28．如图12所示，为一工业用水容器示意图，图中虚线表示水位，A 、B 、C 电极被水浸没时会有信号输出，试用与非门构成的电路来实现下述控制作用：水面在A 、B 间，为正常状态，亮绿灯G ；水面在B 、C 间或在A 以上为异常状态，点亮黄灯Y ；面在C 以下为危险状态，点亮红灯R 。要求写出设计过程。
图12
29．某四位二进制加／减计数器的逻辑符号如图13（a ）所示，功能表如表3所示。 （1）用该集成计数器和少量与非门计一个8421BCD 编码的6进制加法计数器。 （2）分析图13（b ）电路的逻辑功能，并画出完整的状态转移图。
1CP
1
（a ） （b ）
图13 表3
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
《数字电路》期末模拟试题及答案
- 1 - 一、填空题 1. PN 结具有单向导电性。正向偏置时，多子以扩散运动为主，形成正向电流；反向 偏置时，少子漂移运动，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、截止区、饱和区。 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 为高电平时， 输出为高阻态。 4. 十进制数211转换成二进制数是(11010011)2；十六进制数是(D3)16。 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乘积。 6. 若用触发器组成某十一进制加法计数器，需要四个触发器，有五个无效状态。 7. 同步RS 触发器的特性方程为n 1n Q R S Q +=+；约束方程为RS=0 。 8. 下图所示电路中，Y 1 ＝B A Y 1=；Y 2 ＝ ；Y 3 ＝AB Y 3= 二、选择题 1. 下列函数中，是最小项表达式形式的是＿＿＿＿ c ＿＿＿＿＿。 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 1n Q Q =+,JK 触发器的J 、K 取值应为＿＿d ＿＿＿。 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＿b ＿＿。 A ． [111011101]2 B. [567]8 C. [11101110]BCD D. [1F5]16 4．属于组合逻辑电路的是＿＿＿＿＿b ＿＿＿＿＿＿ A ． 触发器 B. 全加器 C. 移位寄存器 D. 计数器 5．M 进制计数器状态转换的特点是：设定初态后，每来＿c ＿＿个计数脉冲CP ，计数器重 新 B 2 B V CC Y 1
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。
数字电子技术期末复习题库及答案完整版
数字电子技术期末复习 题库及答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
第1单元能力训练检测题 一、填空题 1、由二值变量所构成的因果关系称为逻辑关系。能够反映和处理逻辑 关系的数学工具称为逻辑代数。 2、在正逻辑的约定下，“1”表示高电平，“0”表示低电平。 3、数字电路中，输入信号和输出信号之间的关系是逻辑关系，所以数字电路也称为逻辑电路。在逻辑关系中，最基本的关系是与逻辑、或逻辑和 非逻辑。 4、用来表示各种计数制数码个数的数称为基数，同一数码在不同数位所代表的 权不同。十进制计数各位的基数是10，位权是10的幂。 5、8421 BCD码和2421码是有权码；余3码和格雷码是无权码。 6、进位计数制是表示数值大小的各种方法的统称。一般都是按照进位方式来实现计数的，简称为数制。任意进制数转换为十进制数时，均采用按位权展开求和的方法。 7、十进制整数转换成二进制时采用除2取余法；十进制小数转换成二进制时采用 乘2取整法。 8、十进制数转换为八进制和十六进制时，应先转换成二进制，然后再根据转换 的二进数，按照三个数码一组转换成八进制；按四个数码一组转换成十六进制。 9、逻辑代数的基本定律有交换律、结合律、分配律、反演律和 非非律。 10、最简与或表达式是指在表达式中与项中的变量最少，且或项也最少。 13、卡诺图是将代表最小项的小方格按相邻原则排列而构成的方块图。卡诺图的画图规则：任意两个几何位置相邻的最小项之间，只允许一位变量的取值不同。 14、在化简的过程中，约束项可以根据需要看作1或0。 二、判断正误题 1、奇偶校验码是最基本的检错码，用来使用PCM方法传送讯号时避免出错。（对） 2、异或函数与同或函数在逻辑上互为反函数。 （对） 3、8421BCD码、2421BCD码和余3码都属于有权码。 （错） 4、二进制计数中各位的基是2，不同数位的权是2的幂。 （对）
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。 【 】
数字电子技术期末试题库
【数字电子技术】【试题库】 一、填空题 1.电子电路中的信号可分为两大类，即模拟信号和。 2.数字信号是时间上和上都不连续的信号。 3.十进制数176转换成二进制数为。 4.二进制数11010011转换成十进制数为。 5.所谓二-十进制编码，就是用若干位二进制码元按一定的规律排列起来表示十进制数的过程，也称为码。 6.目前，国际最通用的处理字母、专用符号和文字的二进制代码就是美国标准信息交换码，即码。 ?+?=。 7.二进制数的逻辑运算0111 8. 二进制数的逻辑运算11=。 ⊕=。 9. 二进制数的逻辑运算11 +?=。 10.利用逻辑代数公式，对右式进行化简，A A B ++?=。 11.利用逻辑代数公式，对右式进行化简，A B A B 12.逻辑代数的三条重要规则分别是代入规则、反演规则和。 13.由n个逻辑变量组成的不同最小项个数为个。 14.由n个变量组成的“与或”逻辑表达式，若其中每一项均是关于n个逻辑变量的最小项，则称这一表达式为。 15.利用卡诺图求解最简逻辑表达式时，需要画方格圈，其中有三条要求：将2n个值为1的方格划为一个方格圈，方格圈的数量应（越少/越多）越好，方格圈所含的方格数应（越少/越多）越好。 16.三极管作为开关元件，通常工作在截止区和。 17.集成门电路主要有TTL门电路和。 18.三态门电路的输出有高电平、低电平和共3种状态。 19.TTL集成门电路是由半导体构成的，由于它工作速度快，带负载和抗干扰能力强，因而在数字电路中应该广泛。 20.根据逻辑功能的不同特点，数字逻辑电路可以分为两大类：组合逻辑电路和。 21.在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现干扰脉冲，从而导致逻辑电路产生错误输出的现象，称为。 22.触发器有两种稳定状态，即0状态和。 23.RS触发器由两个门电路首尾相连构成。 24.为了避免基本RS触发器输出存在不确定的情况，对其输入端设置了相应的约束条件是。
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………………………
#《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
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
《数字电路》期末模拟试题及答案 3
1. 当PN 结外加正向电压时，PN 结中的多子＿＿＿＿＿＿形成较大的正向电流。 2. NPN 型晶体三极管工作在饱和状态时，其发射结和集电结的外加电压分别处于＿＿＿ ＿＿＿偏置和＿＿＿＿＿＿＿偏置。 3. 逻辑变量的异或表达式为：_____________________B A =⊕。 4. 二进制数A=1011010；B=10111，则A -B=＿＿＿＿＿＿＿。 5. 组合电路没有＿＿＿＿＿＿功能，因此，它是由＿＿＿＿＿＿组成。 6. 同步RS 触发器的特性方程为：Q n+1 =＿＿＿＿＿＿,其约束方程为：＿＿＿＿＿＿。 7. 将BCD 码翻译成十个对应输出信号的电路称为＿＿＿＿＿＿＿＿，它有＿＿＿个输入 端，＿＿＿＿输出端。 8. 下图所示电路中，Y 1 Y 3 ＝＿＿＿＿＿＿。 1. 四个触发器组成的环行计数器最多有＿＿＿＿个有效状态。 A.4 B. 6 C. 8 D. 16 2. 逻辑函数D C B A F +=，其对偶函数F * 为＿＿＿＿＿＿＿＿。 A ．()()D C B A ++ B. ()()D C B A ++ C. ()()D C B A ++ 3. 用8421码表示的十进制数65，可以写成＿＿＿＿＿＿。 A ．65 B. [1000001]BCD C. [01100101]BCD D. [1000001]2 4. 用卡诺图化简逻辑函数时，若每个方格群尽可能选大，则在化简后的最简表达式 中 。 A ．与项的个数少 B . 每个与项中含有的变量个数少 C . 化简结果具有唯一性 A 1 A B 3
5. 已知某电路的真值表如下，该电路的逻辑表达式为 。 A ．C Y = B . AB C Y = C ．C AB Y += D ．C C B Y += 化简下列逻辑函数，写出最简与或表达式: 1． 证明等式:AB B A B A B A +?=+ 2． Y 2＝Σm （0，1，2，3，4，5，8，10，11，12） 3． Y 3＝ABC C AB C B A C B A + ++? 分析设计题: 1．双四选一数据选择器如图所示，其功能表达式如下。现要实现八选一数据选择器的功能（地址信号为 A 2A 1A 0，数据输入端信号为 D 7 ~ D 0 ） ，请画出电路连接图。 1A A A A D Y =(2D Y =( ２．TTL
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