第2章逻辑门电路2.1 题图2.1(a)画出了几种两输入端的门电路，试对应题图2.1(b)中的A、B波形画出各门的输出F1～F6的波形。

题图2.1解:2.2试判断题图2.2各电路中的三极管T处于什么工作状态? 并求出各电路的输出F1～F6。

题图2.2解: (a)I bs =3105010∗V=0.2mAi b =310507.06∗−V V =0.106mA i b < I bs T 1放大F 1=E C -i C R C =10V-50×0.106×10-3×103=10V-5.3V=4.7V(b)I bs =3103205∗∗V=0.083mA i b =310107.05∗−V V =0.43mA i b > I bs T 2饱和，F 2≈0(c)I bs =C C R E β=31023015∗∗V=0.25mA i b =310107.05∗−V V -310507.02∗+VV =0.106mAi b >I bs 所以T 3饱和 F 2≈0(d)因为V be4<0 所以T 4截止 F 2=12V(e)I bs =3104503.0)10(5∗∗−−−V V V =0.07mAi b =33104511027.0)10(5∗∗+∗−−−VV V =0.069mAi b ≈ I bs T 5临界饱和 F 5≈5V(f)因为V be6=0 所以T 6管截止 F 6=10V2.3 在题图2.3中，若输入为矩形脉冲信号，其高、低电平分别为5 V 和0.5 V ，求三极管T 和二极管D 在高、低电平下的工作状态及相应的输出电压F 。

题图2.3解: A=0.5V 时，V be <0 所以，T 截止，F=E D +0.7V=4.7VA=5V 时：mA kVI bs 5.01*2010==mA mA mA k V V k V V i b 08.107.115.2107.01027.05=−=+−−=bs b I i > T 饱和V F 0≈2.4 题图2.4(a)和2.4(b)为硅二极管门电路，2.4(c)为输入端A 、B 、C 的波形，试写出输出函数F 1、F 2，并对应A 、B 、C 的波形画出F 1、F 2波形，标明F 1、F 2波形幅度。

题图2.4解:2.5 三极管电路如题图2.5所示，（1）试说明图中R 2及10 V 电压的作用。

（2）T 在电路中的工作状态如何？（3）求输出电压F 。

题图2.5解: (1) R 2及-10V 减少了饱和深度(2) A=0V 时，V be <0V T 截止 F=10VA=6V 时， mA k VV k V V i b 23.4107.01017.06=+−−=mA kV I bs 33.01*3010==bs b I i > T 饱和 V F 0≈所以T 是开关状态，电路为倒相器。

(3) 输出电压波形：2.6 求题图2.6所示电路的输出逻辑函数F 1、F 2。

题图2.6解:2.7 题图2.7中的电路均为TTL 门电路，试写出各电路输出Y 1～Y 8状态。

题图2.7解: Y1=0, Y2=1, Y3=Hi-Z, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0, Y8=0.2.8 题图2.8中各门电路为CMOS电路，试求各电路输出端Y1、Y2和Y的值。

题图2.8解: Y1=1, Y2=0, Y3=0.2.9 6个门电路及A、B波形如题图2.9所示，试写出F1～F6的逻辑函数，并对应A、B波形画出F1～F6的波形。

题图2.9解：2.10 电路及输入波形分别如题图2.10(a)和2.10(b)所示，试对应A、B、C、x1、x2、x3波形画出F端波形。

题图2.10解2.11 TTL与非门的扇出系数N是多少？它由拉电流负载个数决定还是由灌电流负载决定？解: N≤8 N由灌电流负载个数决定.2.12题图2.12表示三态门用于总线传输的示意图，图中三个三态门的输出接到数据传输总线，D1D2、D3D4、…、D m D n为三态门的输入端，EN1、EN2、EN n分别为各三态门的片选输入端。

试问：EN信号应如何控制，以便输入数据D1D2、D3D4、…、D m D n顺序地通过数据总线传输（画出EN1～EN n的对应波形）。

题图2.12解：用下表表示数据传输情况2.13 某工厂生产的双互补对称反相器（4007）引出端如题图2.13所示，试分别连接成：（1）反相器；（2）三输入与非门；（3）三输入或非门。

题图2.13解： (1) 反向器(2)与非门(3)或非门2.14 按下列函数画出NMOS 电路图。

123()()(F AB CD E H G F A B CD AB CD F A B=+++=+++=⊕)解：(1)(2)(3)2.15 将两个OC 门如题图2.15连接，试将各种组合下的输出电压u o 填入题表2.15中，并写出输出逻辑表达式。

题图2.15 题表2.15解:2.16 写出题图2.16的电路表达式，并对表达式进行简化。

题图2.16解: C AB C ABC AB Y +=++=2.17 按下列函数画出CMOS 电路图。

CD AB F +=1 B A F ⊕=2解：(1)CD AB F ⋅=+=1(2) B A B A B A AB AB B A F +=+==⊕=22.18 TTL 与非门输入端悬空相当于什么电平？输入端阈值电压V T 等于多少？输出端F = 0时，能带动几个同类型TTL 与非门？负载个数超出扇出系数越多，输出F 变得越高还是越低？ 解：TTL 与非门输入端悬空相当于高电平；输入端阈值电压V T =1.4V ；输出端F = 0时，能带动8个同类型TTL 与非门； 负载个数超出扇出系数越多，输出F 变得越高2.19 题图2.19中，G 1为TTL 三态门，G 2为TTL 非门，K 为开关，电压表内阻为200 k 。

求下列情况下，电压表读数F Ω1和G 2输出电压F 2分别为多少？ （1）A = 0.3 V ，B = 0.3 V ，C = 0.3 V ，K 接通。

（2）A = 0.3 V ，B = 3.6 V ，C = 0.3 V ，K 断开。

（3）A = 3.6 V ，B = 0.3 V ，C = 3.6 V ，K 接通。

（4）A = B = 0 V ，C = 3.6 V ，K 断开。

（5）A = B = 3.63 V ，C = 0.3 V ，K 接通。

题图2.19解: (1) F 1=3.6V , F 2=0V (2) F 1=3.6V , F 2=0V (3) F 1=3.6V , F 2=0V (4) F 1无读数, F 2=0V (5) F 1=0V , F 2=3.6V2.20 电路如题图2.20所示，列表讨论该电路的输出函数F 。

题图2.20解: 输出F 与输入AB 的取值有关，AB 可有四组取值下面分别讨论。

2.21 电路如题图2.21(a)所示，试对应2.21(b)的输入波形画出F 1、F 2的对应波形。

题图2.21解: EN=0时，F 1=B A +，F 2=B A B A +=⋅EN=1时，F 1=1，F 2= 据此刻在图2.21(b)上画出F 1.F 2波形如下：2.22 写出题图2.22中NMOS 电路的逻辑表达式。

题图2.22解: (a)ABC C B A Y =++=1(b)Y ==2 (c)B A B A Y ⊕=⊕=32.23 写出题图2.23(a)~(c)中各TTL 电路的输出逻辑表达式F 1、F 2和F 3，并对应题图2.23(d)所示的输入A 、B 、C 波形画出F 1、F 2、、F 3波形。

题图2.23解: (a)C A AC F F C C A C A F C C +==⎪⎭⎪⎬⎫=⊕====⊕===111101,1,0,0,1(b) C B A F A F C C AB F C C +=⎪⎭⎪⎬⎫======222,1,0,0,1(c)11,1,01,0,1333=⎪⎭⎪⎬⎫======F F C C F C C2.24 题图2.24中，G 1、G 2 为“线与”的两个TTL OC 门，G 3、G 4、G 5为三个TTL 与非门，若G 1、G 2皆输出低电平时，允许灌入的电流I OL 为15 mA ；G 1、G 2门皆输出高电平时允许的I OH 小于200 µA 。

G 3、G 4和G 5它们的低电平输入电流为I IL =1.1 mA ，高电平输入电流I IH =5 µA 。

E c （V CC ）= 5 V ，要求OC 门输出的高电平V OH ≥3.2V , 低电平V OL ≤0.4V ，求负载电阻R L 应选多大。

题图2.24解：()()max min 3/5.0 3.23.27 k (20.230.05)10L CC OH OH IH R V V nI mI −=−+−==×+××Ω ()()min max /5.00.40.39 k (153 1.1)10L CC OL OL IL R V V I mI −=−−−==−××Ω所以，选定的R L 值应在3.27 k Ω与0.39 k Ω之间，可以取R L = 1～2 k Ω。

2.25 写出题图2.25(a)~(c)各TTL 门电路的输出逻辑表达式F 1、F 2和F 3。

题图2.25解: (a) '1A A F +=(b) '3'2'13211A A A A A A F +=(c) ()()B A A B A F ⊕=+=++=⋅=32.26 写出题图2.26中CMOS 电路的输出逻辑表达式F 1和F 2。

题图2.26解:2.27 画出实现下列逻辑函数的CMOS电路。

F1(A、B、C) = AB + CF2(A、B、C) = AB + CD 解: 1.2.2.28 简述CMOS电路驱动TTL电路和TTL电路驱动CMOS电路的技术要求。

解: 1.通过表2-17可以看出，CMOSCC4000系列电路可以直接驱动TTLCT4000系列电路，这是因为CMOS V OH=4.95V，大于CT4000V IH（2V），V OL=0.05V小于V IL（0.8V）；CMOS I OH=0.5mA大于I IH（20uA），符合匹配原则，故可以直接驱动。

因为I OL<I IL,故CMOS电路不能直接驱动YYL1000系列。

为了完成CMOS和CT1000系列之间的连接，可通过电平变换电路实现或在CMOS输出端加接电流放大器，常用的CMOS-TTL电平变换电路有CC4049，CC4050等。