第三章作业答案
3.1.2（2）求74LS门驱动74ALS系列门电路的扇出数
解：首先分别求出拉电流工作时的扇出数NOH和灌电流工作时的扇出数NOL,两者中的最小值就是扇出数。
从教材附录A可查得74LS系列门电路的输出电流参数为IOH=0.4mA,IOL=8mA，74ALS系列门电路的输入电流参数为IIH=0.02mA,IIL=0.1mA
拉电流工作时的扇出数NOH?IOH0.4mA??20 IIH0.02mAIOL8mA??80 IIL0.1mA灌电流工作时的扇出数NOL?因此，74LS门驱动74ALS系列门电路的扇出数NO为20。 3.1.4已知图题3.1.4所示各MOSFET管的∣VT∣=2V，忽略电阻上的压降，试确定其工作状态（导通或截止）。
解：图（a）和（c）为N沟道场效应管，对于图（a），VGS=5V>VT,因此管子导通 对于图（c），VGS=0V 图（b）和（d）为P沟道场效应管，对于图（b），VGS=5V-5V=0>VT,因此管子截止 对于图（d），VGS=0V-5V=-5V 3.1.12试分析图题3.1.12所示的CMOS电路，说明他们的逻辑功能。 解：从图上看，这些电路都是三态门电路，分析这类电路要先分析使能端的工作情况，然后再分析逻辑功能。 （a）当EN=0时，TP2和TN2均导通，由TP1和TN1组成的反相器正常工作，L?A； 当EN=1时，TP2和TN2均截止，此时无论输入端A为高电平还是低电平，输出端均为 高阻态； 因此该电路为低电平使能三态非门。 （b）当EN=0时，或门的输出为A，TP2导通，由TP1和TN1组成的反相器正常工作， L?A； 当EN=1时，或门的输出为0,TP2和TN1均截止，此时无论输入端A为高电平还是低电 平，输出端均为高阻态； 因此该电路为低电平使能三态缓冲器。 （c）当EN=1时，TN2导通，与非门的输出为A，由TP1和TN1组成的反相器正常工作， L?A； 当EN=0时，与非门的输出为1,TP1和TN2均截止，此时无论输入端A为高电平还是低电平，输出端均为高阻态； 因此该电路为高电平使能三态缓冲器。 （d）当EN=0时，传输门导通，由TP1和TN1组成的反相器正常工作，L?A； 当EN=1时，传输门截止，此时无论输入端A为高电平还是低电平，输出端均为高阻 态； 因此该电路为低电平使能三态非门。 3.1.14由CMOS传输门构成的电路如图题3.1.4所示，试列出其真值表，说明该电路的逻辑功能。 解：当CS=1时，4个传输门均处于高阻状态，当CS=0时，传输门的状态由输入A和B决定，当A=B=0时，TG1和TG2导通，TG3和TG4截止，L=1。依次分析电路可得到真值表如下： CS 1 0 0 0 0 A ╳ 0 0 1 1 B ╳ 0 1 0 1 L 高阻态 1 0 0 0 根据真值表可得到L?A?B,因此，该电路实现低电平使能的二输入或非逻辑功能。 3.5.1 试对图题3.5.1所示的逻辑门进行变换，使其可以用单一的或非门实现。 解： ABCD≥1 &≥1LABCD≥1 &≥1LABCD≥1≥1≥1L 3.6.1 当CMOS和TTL两种门电路相互连接时，要考虑哪几个电压和电流参数？这些参数应满足怎样的关系？ 解：当CMOS和TTL两种门电路相互连接时，需要考虑驱动门的输出电压VOH(min)、VOL(max)和电流值IOH(max) 、IOL(max)与负载门的输入电压VIH(min)、VIL(max)和电流值IIH(max) 、IIL(max) 驱动门和负载门是否匹配要考虑两个方面的因素，首先是驱动门的输出电压必须满足负 载门输入高低电平的范围，即 VOH(min) ≥ VIH(min) VOL(max) ≤ VIL(max) 其次，驱动门必须为负载门提供足够的灌电流和拉电流，即 IOH(max) ≥ IIH(total) IOL(max) ≥ IIL(total) 如果上述条件都满足，则两种门电路可以直接相互连接。 3.6.7设计一个发光二极管（LED）驱动电路，设LED的参数为VF=2.5V,ID=4.5mA;若VCC=5V，当LED发光时，电路的输出为低电平。选择集成电路的型号，并画出电路图。 解：根据题意，当LED发光时，电路的输出为低电平，并且ID=4.5mA，因此选用器件的低 电平输出电流IOL(max)必须大于4.5mA，查附录A得知，CMOS门电路的IOL(max)小于4.5mA，不能使用，而TTL门电路的IOL(max)为8mA，符合要求，因此，可以选用74LS系列TTL门电路作为该发光二极管的驱动门电路。电路图如下： VCC R LED vI 1 74LS系列TTL门电路的VOL(max)=0.5V 电路中的限流电阻最小值为 R? VCC?VF?VOL(max)ID?(5?2.5?0.5)V?444? 4.5mA我们选用标准电阻值系列R=470Ω