《集成电路应用》课程辅导提纲军区空军自考办第一章数字集成电路一、内容提要1、数字集成电路的类型及特点数字集成电路分为TTL型、CMOS型和ECL型等三大类。
CMOS 又分为4000B系列、40H-系列和74HC系列;TCL类型分为74S系列以及74ALS系列、74AS系列;ECL类分为ECL10K系列和ECL100K 系列。
各类数字集成电路可以如下几个方面进行性能比较,一在工作电源电压上,TTL标准工作电压是+5V;其它逻辑器件的工作电源电压大都有较宽的工作范围,CMOS中的4000B系列可以工作在3~18V,PMOS可工作在9~24V,在使用中注意各类器件其工作电压范围不同。
二是在工作频率上,PMOS工作频率最低,CMOS工作频率次之,TTL工作频率适中,而ECL工作频率最高。
三是在工作温度范围上,TTL、ECL工作温度范围较小,而CMOS工作温度范围较大。
2、数字IC使用注意事项及逻辑电路图用法(1)数字IC使用注意事项使用TTL、CMOS、HCOMS、ECL等高速IC时,要注意其高速的特性容易产生对别的电路或相互之间的干扰脉冲。
以MOS-FET为输入级的电路器件,输入阻抗极高,如果不连接任何低阻抗通路到其他低阻部分,就很容易受静电感应累积静电荷,从而形成高电压。
应采取保护性措施。
(2)逻辑电路图画法任何复杂的逻辑电路,都可以用NAND或NOR来组成,在数字电路中,又把这两种门电路看成是最基本的逻辑电路,在表示电路图时,可采用连线图和电路图两种方法。
3、集成逻辑门在各种数字IC系列产品中,与门、或门、非门、与非门、或非门为最基本的逻辑门,此外还有与或非门,集电极开路输出门,可扩门展门以及扩展器、缓冲器和异或门等。
(1)集成逻辑门的主要品种主要有与非门、反相器、或非门、与门、或门、与或非门、可扩展门、扩展器、缓冲器、总线驱动器等系列品种。
(2)逻辑门电路的应用门电路可用于控制作为取样控制、选通控制和禁止控制电路也可用于构成晶体振荡电路、RC多谐振荡器、单稳态触发器、脉冲变换电路等。
4、D型触发器(1)D型触发器的基本工作原理。
(2)集成D型触发器的品种。
(3)D型触发器的典型应用。
5、J-K触发器(1)J-K触发器的基本功能。
(2)J-K触发器的品种。
(3)J-K触发器的典型应用。
6、施密特触发器(1)施密特触发器的滞后特性。
(2)集成施密特触发器的品种。
(3)施密特触发器门电路的应用。
7、单稳态触发器(1)单稳态触发器的基本原理。
(2)集成单稳态触发器的品种。
(3)集成单稳态触发器的应用。
8、寄存器(1)寄存器的工作原理及主要品种。
(2)锁存器的工作原理及主要品种。
(3)寄存器的典型应用。
9、移位寄存器(1)移位寄存器的分类及品种。
(2)移位寄存器的基本工作原理。
(3)移位寄存器的应用。
10、计数器(1)计数器的分类及品种。
(2)异步计数器的主要品种及应用特点、应用方法。
(3)同步计数器的主要品种及应用特点、应用方法。
(4)计数/分配器的典型品种与应用。
11、译码器(1)译码器的类别及常用品种。
(2)显示译码器的品种及典型应用。
(3)数码译码器的主要品种及应用特点、典型应用方法。
12、编码器(1)编码器的常用品种及应用特点。
(2)编码器的典型应用。
13、数据选择器(1)数据选择器的常用品种及应用特点。
(2)数据选择器的典型应用。
14、缓冲变换器和电路衔接方法(1)CMOS-TTL缓冲变换器。
(2)TTL-CMOS缓冲变换器。
(3)CMOS器件与其它电路的衔接方法。
(4)外围功率驱动接口器件。
二、基本要求1、掌握数字集成电路的类型、了解各类数字集成电路的性能。
2、了解数字集成电路使用注意事项、掌握逻辑电路的画法。
3、了解集成逻辑门、D型触发器、J-K触发器、施密特触发器、单稳态触发器、寄存器、移位寄存器、计数器、译码器、编码器、数据选择器、缓冲变换器的工作原理和常用品种,掌握他们的主要功能,了解他们的典型应用。
三、重点内容1、集成逻辑门2、D型触发器3、J-K触发器4、施密特触发器5、单稳态触发器6、寄存器与移位寄存器7、计数器、译码器及编码器四、典型例题1、填空题(1)数字集成电路包括、、三类。
答案:CMOS、TTL、ECL。
(2)数字集成电路的工作电源电压是:TTL为,4000B系列为,74H-系列为,ECL-10K为。
答案:+5V,3~18V,2~6V,-5.2V(3)逻辑电路图的表示方法有两种:即和。
答案:电路图,连线图(4)五种最基本的逻辑门是:、、、、。
答案:与门、或门、非门、与非门、或非门(5)基本门电路除正常的逻辑应用外,还可组成电路和电路。
答案:脉冲电路和控制电路。
(6)门电路的控制功能有三个:、和。
答案:取样、选通、禁止。
(7)D型触电器是一种属于触发和触发的触发器。
答案:主一从、边沿。
(8)D型触发器的S端表示,R端表示。
答案:置1(位)、清0(除)(9)从功能的、、方面考虑,J-K触发器具有明显优势。
答案:功能的完善性、使用的灵活性、通用性。
(10)若将J-K触发器变换为D型触发器,只需要将加到J端的数字信号D 与K端相连即可。
答案:反相后。
(11)施密特触发器的特殊功能在于它的,即输入电压上升到V+时,,当输入电压回降到V+时,,而输入电压下降至V_时,V+-V_=ΔV,我们称之为。
答案:滞后特性、触发器翻转、触发器不翻转、触发器翻转、回差电压。
(12)单稳态是指,主要应用于、和,其输出脉冲宽度由和决定。
答案:一种暂时稳定状态、经过一段时间又恢复到从前的状态,脉冲波形整形,定时,延时,定时电阻、定时电容大小。
(13)寄存器具有、、的功能,所以称为数码寄存器,若按触发方式它可分为和。
答案:接收、存放、传递数码、寄存器和锁存器。
(14)从数据输入方式为看,移位寄存器有和之分。
从时钟的触发方式看,移位寄存器有和移位寄存器。
答案:串行输入、并行输入、上升沿、下降沿(15)集成计数器按计数进制的不同,分为、和,按进位方式分为和两类,按讲数过程数码的增减分为和计数器。
答案:二进制、十进制、其它进制,异步计数器、同步计数器,加法、减法。
(16)译码器是指、一般有和两类。
答案:输出的状态表示输入代码的数字电路,数码译码器、显示译码器。
(17)编码器是与相对立的器件,其过程就是的反过程。
答案:译码器、编码、译码(18)由于CMOS和TTL使用的电源不同,因此在同一电路中工作时需加。
答案:缓冲变换器。
2、选择题(1)TTL类芯片所用的电源是( )A)3~18V B)+5V C)2~8V D)2~6V答案:B(2)CMOS芯片所用的电源是()A)3~18V B)+5V C)2~8V D)2~6V答案:A(3)CMOS与TTL芯片在工作频率的适用范围上()。
A)CMOS比TTL高B)TTL比CMOS高C)基本相同D)都只能工作于50KHz以下答案:B(4)军品TTL类54系列全温度范围是()。
A)0℃~+70℃B)0℃~+85℃C)-70℃~+125℃D)-55℃~+125℃答案:D(5)设计电路时,画原理图中芯片应画成()。
A)电路图B)连线图C)电路图和连线图均可D)电路图和连线图只能选一,不能混合答案:C(6)由各类集成逻辑门可组成()。
A)模拟电路B)脉冲电路C)控制电路D)脉冲和控制电路答案:D(7)由门电路和晶振可构成()。
A)晶体振荡电路B)可调式的多谐振荡器C)单稳态电路D)脉冲变换电路答案:A(8)对D触发器解释比较确切的是()。
A)是一种边沿触发的触发器B)是一种电平触发的触发器C)在触发后是一种状态,但稳定一段时间后又恢复至原状态。
D)触发后产生一个脉冲,肪宽由定时电阻、电容大小决定。
答案:A(9)J-K触发器的特性是()。
A)J、K的电平都可触发输出B)J为定值,K的电平可触发输出C)K为定值,J的电平可触发输出D)J、K固定时,时针输入时边沿触发答案:D(10)单稳态触发器()。
A)触发时输出发生变化,脉冲宽度与芯片有关B)触发时输出发生变化,脉冲宽度与外接电阻大小有关C)触发时输出发生变化,脉冲宽度与电源有关D)触发时输出发生变化,脉冲宽度与外接电阻、电容大小有关答案:D(11)寄存器与锁存器的区别在于()。
A)位数不同B)有清除端与没有清除端C)边沿触发与电平触发D)有保持控制端与没有保持控制端答案:C(12)下列形式的数据传送方式属于移位寄存器的是()。
A)串入—串出B)串入—并出或并入—串出C)串入/并入—并出/串出或并出/串入—并出/串出D)都是答案:D(13)计数器的分类方式是()。
A)按计数进制的不同分B)按进位方式分类C)按计数数码的增减分D)上述方式都可以答案:D五、思考、作业题1、画出由门电路和晶振构成的晶体振荡器电路。
参考答案:教材P22。
图1-12(a)2、画出可控的由门电路和晶体振荡器构成的晶振电路。
参考答案:教材P22。
图1-12(b)3、设计一个基本的RC振荡器电路。
参考答案:教材P23。
图1-14(a)4、试设计由门电路构成的可控起/停的振荡器。
参考答案:教材P24。
图1-165、用门电路、R、C构成一个脉冲展宽延时电路。
参考答案:教材P29。
图1-256、试设计由门路构成的负脉冲输入产生窄脉冲电路。
参考答案:教材P30。
图1-277、试用-D型触发器设计一双稳态触发器。
参考答案:教材P34。
图1-318、用-D型触发器设计一个串行输入、并行输出(4位)的移位寄存器。
参考答案:教材P35。
图1-339、用D触发器设计-单稳态触发器。
参考答案:教材P36。
图1-3510、试用—J-K触发器设计—双向时钟脉冲电路。
参考答案:教材P41。
图1-4011、用施密特触发器构成多谐振荡器。
参考答案:教材P46。
图1-4812、用单稳态电路设计—脉冲延迟电路。
参考答案:教材P54。
图1-6113、试用单稳态电路设计—占空比可调的多谐振荡器。
参考答案:教材P55。
图1-6214、用LS373设计—总线输出缓冲器。
参考答案:教材P63。
图1-7415、用四D锁存器CD4042组成抢答器电路。
参考答案:教材P64。
图1-7516、试用4015设计—时序脉冲产生器。
参考答案:教材P76。
图1-87第二章运算放大器一、内容提要1、集成运算放大器的基本理论运算放大器是一个高增益的直流放大器,常用来作为一个有源电路中的源,也常用于深度负反馈中。
运算放大器由输入级、中间级、输出级所组成,引出端子系统反相输入端,同时输入端、调零端、相位补偿端、正电源、负电源和输出端。
运算放大器参数包括极限参数和电特性参数。
极限系数有差模输入电压、共模输入电压、电源电压和功耗。
由特性系数有输入失调电压、输入失调电流、输入编流、共模输入应用范围、最大输出电压、开坏电压增益,共模抑制比等。