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3 逻辑门电路
3.1 MOS逻辑门电路
3.1.2 求下列情况下TTL逻辑门的扇出数：（1）74LS门驱动同类门；（2）74LS门驱动74ALS系列TTL门。
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，两者中的最小值即为扇出数。
从附录A可查得74LS系列电流参数的数值为IOH=0.4mA，IOL=8mA，IIH=0.02mA,IIL=0.4mA；74ALS系列输入电流参数的数值为IIH=0.02mA，IIL=0.1mA，其实省略了表示电流流向的符号。
（1） 根据（3.1.4）和式（3.1.5）计算扇出数 74LS系列驱动同类门时，输出为高电平的扇出数 NOH?IOH0.4mA??20 IIH0.02mAIOL8mA??20 IIL0.4mA输出为低电平的扇出数 NOL?
所以，74LS系列驱动同类门时的扇出数NO为20。 （2） 同理可计算出74LS系列驱动74ALS系列时，有 NOH?IOH0.4mA??20 IIH0.02mAIOL8mA??80 IIL0.1mA NOL?所以，74LS系列驱动74ALS系列时的扇出数NO为20。 3.1.4 已知图题3.1.4所示各MOSFET管的状态（导通或截止）。
解：图题3.1.4（a）和（c）的N沟道增强型MOS，图题3.1.4（b）和（d）为P沟道增强型MOS。N沟道增强型MOS管得开启电压VT为正。当VGS＜VT时，MOS管处于截止状态；当VGS≥VT，且vDS≥（VGS—VT）时，MOS管处于饱和导通状态。
对于图题3.1.4（a），VGS=5V，vDS=5V，可以判断该MOS管处于饱和导通状态。对于图题
VT=2V，忽略电阻上的压降，试确定其工作
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3.1.4（c），VGS=0V＜VT，所以MOS管处于截止状态。
P沟道增强型MOS管得开启电压VT为负。当VGS＞VT时，MOS管处于截止状态；当VGS≤VT，且vDS≤（VGS—VT）时，MOS管处于饱和导通状态。对于图题3.1.4（b），VGS=0V＞﹣2V，该MOS管处于截止状态。对于图题3.1.4（d），VGS=-5V，VGS=﹣5V，可以判断该MOS管处于饱和导通状态。
3.1.5 为什么说74HC系列CMOS与非门在﹢5V电源工作时，输入端在以下四种接法下都属于逻辑0：（1）输入端接地；（2）输入端低于1.5V的电源；（3）输入端同类与非门的输出低电压0.1V；（4）输入端接10kΩ的电阻到地。
解：对于74HC系列CMOS门电路来说，输出和输入低电平的标准电压值为：VOL=0.1V， VIL=1.5V。因此，有：
（1） vI=0＜VIL=1.5V，属于逻辑0。 （2） vI＜1.5V=VIL，属于逻辑0。 （3） vI=0.1V＜VIL=1.5V，属于逻辑0。
（4） 由于CMOS管得栅极电流非常小，通常小于1uA，在10kΩ电阻上产生的压降
小于10mV即vI＜0.01V＜VIL=1.5V，故亦属于逻辑0。
3.1.6
试分析图题3.1.6所示的电路，写出其逻辑表达式，说明它是说明逻辑电路？
解：该电路由两部分组成，如图题3.1.6所示，细线左边为一级与非门，虚线右边组成与或非门，其中T1N和T2N并联实现与功能，两者再与T3N串联实现或功能。与非门的输出
X?AB。
与或非门的输出L为
L?(A?B)X?(A?B)AB?AB?AB?A?B
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该电路实现同或功能。
3.1.7
求图题3.1.7所示电路的输出逻辑表达式。
解：图题3.1.7所示电路中，L1?AB,L2?BC,L3?D,L4实现与功能，即L4?L1?L2?L3，而L?L4?E，所以输出逻辑表达式为L?AB?BC?D?E。
3.1.8 用三个漏极开路与非门74HC03和一个TTL与非门74LS00实现图题3.1.7所示的电路，已知CMOS管截止时的漏电流IOZ=5uA, 试计算RP(min)和RP(max)。
解：第一级的两个与非门和一个非门用漏极开路与非门74HC03组成，第二级的与非门用TTL与非门74LS00实现。
从附录A查得74HC系列的参数为：VOL(max)=0.33V,IOL(max)=4 mA，VOH(min)=3.84V；74LS系列的参数为：IIL(max)=0.4mA，IIH(max)=0.02mA。
因为三个漏极开路门的公共上拉电阻RP的下端74LS00的一个输入端，即： 在灌电流情况下，求出RP的最小值：
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Rp(min)?VDD?VOL(max)IOL(max)?IIL(total)?(5?0.33)V?1.3k?
(4?0.4)mA在拉电流情况下，求出RP的最大值 Rp(max)?VDD?VOH(min)IOZ(total)?IIH(total)?(5?3.84)V?33.1k?
(0.005?3?0.02)mA3.1.9 .图题.3.1.9表示三态门作总线传输的示意图，图中n个三态门的输出接数据传输总线，D1、D2、…、Dn为数据输入端，CS1、CS2、…、CSi为片选信号输入端。试问：（1）CS信号如何进行控制，以便数据D1、D2、…、Dn通过该总线进行正常传输；（2）CS信号能否有两个或两个以上同时有效？如果CS出现两个或两个以上有效，可能发生什么情况？（3）
如果CS信号均无效，总线处在什么状态？
解：（1）根据图题3.1.9可知，片选信号CS1、CS2、…、CSi为高电平有效，当CSi=1时，第i个三态门被选中，其输入数据被送到数据传输总线上。根据数据传输的速度，分时地给CS1、CS2、…、CSi端以正脉冲信号，使其相应的三态门的输出数据能分时地到达总线上。 （2）CS信号不能有两个或两个以上同时有效，否则两个不同的信号将在总线上发生冲突。即总线不能同时既为0又为1。
（3）如果所有CS信号均无效，总线处于高阻状态。
3.1.10 某厂生产的双互补对及反相器（4007）引出端如图题3.1.10所示，试分别连接：（1）三个反相器；（2）三输入端或非门；（3）三输入端与非门；（4）或与非门[L?C(A?B)]；（5）传输门（一个非门控制两个传输门分时传送）。
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