习题数电参考答案(终) - 图文

Rb430;RC4.890

Rb/RC的最大比值约为90。

3.2.2 为什么说TTL与非门的输入端在以下四种接法下,都属于逻辑1: (1)输入端悬空; (2)输入端接高于2V的电源;(3)输入端接同类与非门的输出高电压3.6 V;(4) 输入端接10KΩ的电阻到地。

解:(1)对于图题解3.2.2所示的与非门电路,当输入端悬空是,T1的发射极电流iE1=0,集电结正偏。VCC通过Rb1和T1的集电结向T2、T3提供基极电流,使T2、T3饱和导通,输出为低点平。可见输入端悬空等效于逻辑1。

(2)v1?2VVIH,属于逻辑1。

(3)v1=3.6V>VIH,属于属于逻辑1。

(4)对于图题解3.2.2所示的与非门电路,考虑A端接10kΩ电阻接地,B端悬空时,

)电阻、T1的发射结(0.7V)和10kΩ电阻上,显然,则电源电压VCC=5V分配到Rb1(4kW此时输入端也属于逻辑1。

3.2.3 设有一74LS04反相器驱动两个74ALS04反相器和四个74LS04反相器. (1) 问驱动门是否超载?(2) 若超载,试提出一改进方案; 若未超载,问还可增加几个74LS00门? 解:(1)根据题意,74LS04为驱动门,同时它又是负载门,负载门中还有74ALS04。 从附录A中查出74LS04和74ALS04的参数如下(不考虑符号)。 74LS04:IOL(max)=8mA ,IOH(max)=0.4mA;IIL(max)=0.4mA,

IIH(max)=0.02mA

74ALS04 :IIL(max)=0.1mA,IIH(max)=0.02mA

4个74ALS04

的输人电流为:4IIL(max)=4?0.4mA1.6mA,

4IIH(max)=4?0.02mA2

74ALS04

0.08mA。

0.2mA,

的输人电流为:2IIL(max)=2?0.1mA2IIH(max)=2?0.02mA0.04mA。

① 拉电流负载情况下如图题解 3.2.3(a)所示,74LS04总的拉电流为两部分.即4个74LS04的高电平输人电流最大值4?IIH(max)流最大值2?IIH(max)0.08mA;2个 74ALS04的高电平输人电

0.04mA。两部分拉电流之和为0.08mA+0.04Ma=0.12mA。而

74LS04能提供 0 .4mA的拉电流,并不超载。

② 灌电流负载情况如图题解3.2.3(b)所示,驱动门的总灌电流为l.6mA+0.2mA=18mA。而 74LS04能提供8mA的灌电流,也未超载。 (2)从上面分析计算可知,74LS04所驱动的两类负载无论是灌电流还是拉电流均未超载,仍有一定的负载裕量。

在拉电流负载情况下电流裕量为0.4mA-0.12mA=0.28mA,可增加74LS00负数为 0.28mA/0.02mA=14。

在灌电流负载情况下电流格量为8mA-18mA=6.2mA,可增加74LS04负数为 6.2mA/0.4mA?15。

综合考虑,除了2个74ALS04反相器和4个74LS04反相器负载外,再增加负载74LS04数目不能超过 14个。

3.2.4 图题3.2.4所示为集电极开路门74LS03驱动5个CMOS逻辑门,已知OC门输出管截止时的漏电流IOZ=0.2mA;负载门的参数为:VIH(min)=4V,VIL(max)=1V,IIL=IIH=1uA. 试计算上拉电阻的值.

解:从附录 A查得 74LS03的参数为:VOH(min)=2.7V,VOL(max)=0.5V,

IOL(max)=8mA。根据式(3.1.6)和式(3.1.7)可以计算出上拉电阻的值。

灌电流情况如图题解3.2.4(a)所示,74LS03输出为低电平,

IIL(total)=5IIL=5?0.001mA

0.005mA ,有

Rp(min=)VDD-VO(Lmax)ILIOL(max-)I(5-0.V5)籛0.5k6

-0.00mA5)t(ota)l(8= 拉电流情况如图题解3.2.4(b)所示,74LS03输出为高电平,

IIH(total)=5IIH=5?0.001mA0.005mA,由于VOH(min)

保证负载门的输入高电平,取VOH(min)=4V,有

Rp(max)=VDD-VOH(min)IOL(total)-IIH(total)(5-4)V=籛4.9k(0.2+0.005)mA

综上所述,RP的取值范围为0.56~4.9kΩ

3.2.5

图题3.2.5表示—2输入端BiCMOS与非门电路,试分析该电路是怎样实现与非逻辑

关系(即L?A?B)的。

解:图题3.2.5所示的与非门电路在 结构上与或非门电路的结构恰好相反,两 个NMOSFET的MNA和MNB彼此串联,而两个PMOSFET的MPA和MPB则彼此并联。

当A、B两输人端均为高电平时,MNA和MNB均导通,MPA和MPB则均截止,输出L为低电平。此时M1A和M1B外饱和导通,为TI基区的存储电荷提供一条释放通路。

当A、B两输人端之一为低电平时,MNA或MNB中有一个截止,M1A或M1B中也有一个截止,而MPA或MPB导通,使输出为高电平;VDD通过导通的MPA或MPB驱动M2,使M2导通,为T2基区的存储电荷提供一条道路,使其迅速释放。 可见图题3.2.5所示电路具有与非的逻辑功能 3.3 射极耦合逻辑门电路

3.3.1某ECL门电路在250C时的参数为:VIL(max)=-1.475V, VIH(min)=-1.105V, VOL(max)=-1.630V, VOH(min)=-0.980V。

解:根据计算噪声容限的公式(3.1.1)和(3.1.2)得到其高电平和低电平噪声容限分别为

VNH=VOH(min)-VIH(min)=-0.980V-(-1.105V)=0.125VVNL=VIH(max)-VOL(max)=-1.475V-(-1.630V)=0.155V可见,ECL门电路的噪声容限非常低。

3.4 砷化镓逻辑门电路

3.4.1 试分析3.4节介绍的两种砷化镓逻辑门电路的噪声容限.,并判断哪种电路的抗干扰能力强。

解:从3.4节内容可知,直接耦合FET逻辑电路的参数为:

VIL(max)=0.54V,

VIH(min)=0.63V,VOL(max)=0.17V,VOH(min)=0.7V,因此其高电平

和低电平噪声容限分别为

VNH=VOH(min)-VIH(min)=0.7V-0.63V=0.07V

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