发布时间 : 星期五 文章第3章-逻辑门电路更新完毕开始阅读8ee69add195f312b3069a503
3.2 TTL逻辑门电路
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3.6V；（4）输入端接10kΩ电阻到地。
解：对于TTL门电路来说，输出和输入高电平的标准电压值为：VOH=2.7V，VIH=2V。 （1） 对于图题解3.2.2所示的与非门电路，当输入端悬空时，T1的发射极电流iE1=0，集
电极结正偏。VCC通过Rb1和T1的继电结向T2、T3提供基极电流，使T2、T3饱和导通，输出为低电平。可见输入端悬空等效于逻辑1。
（2） vI≥2V=VIH，属于逻辑1。 （3） vI=3.6V＞VIH，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，则
电源电压VCC=5V分配到Rb1（4kΩ）电阻、T1的发射结（0.7）和10kΩ电阻上，显然，V10k??VIH(2V)，故此时输入端亦属于逻辑1。
3.2.3 设有一74LS04反相器驱动两个74ALS04反相器和4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74LS04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种查出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74LS04的输入电流为：4 IIL(max)=4×0.4mA=1.6mA， 4 IIH(max)=4×0.02mA=0.08mA。 2个74ALS04的输入电流为：2 IIL(max)=2×0.1mA=0.2mA，2 IIH(max)=2×0.02mA=0.04mA。
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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的高电平输入电流最大值4 IIH(max)=4×0.02mA=0.08mA；2个74ALS04的高电平输入电流最大值2 IIH(max)=2×0.02mA=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1.6mA+0.2mA=1.8mA。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负载为0.28mA/0.02mA=14。
在灌电流负载情况下电流裕量为8mA－1.8mA=6.2mA,可增加74LS04负载数为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。
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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?VOL(max)IOL(max)?IIL(total)?(5?0.5)V?0.56k?
(8?0.005)mA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=5×0.001mA=0.005mA，
由于VOH(min)＜VIH(min)，为了保证负载门的输入高电平，取VOH(min)=4V，有
RP(max)?VDD?VOH(min)IOZ(total)?IIH(total)?(5?4)V?4.9k?
(0.2?0.005)mA 11
综上所述，RP的取值范围为0.56~4.9kΩ。
3.5 逻辑描述中的几个问题
3.5.1 试对图题3.5.1所示电路的逻辑门进行变换，使其可以用单一的或非门实现。 解：将图题3.5.1所示的电路第二级的与门用 其等效符号代替，得到图题解3.5.1（a）所示 的电路。然后将第二级输入的小圆圈移至第一 级的输出端，得到图题解3.5.1（b），该电路可 以用或非门74HCT02实现。
另外，也可以将电路的逻辑表达式进行变换得
)(C?D)?(A?B)(C?D)? L?(A?BA?B?C ?D直接用或非门实现上述表达式，得到如图题解3.5.1（b）所示的逻辑电路。 3.5.2
电路如图题3.5.2所示，试用与非门实现。
解：将图题3.5.2所示电路第二级的或门用其等效符号代替， 得到图题解3.5.2（a）所示电路。然后将第二级输入端的小圆 圈移至第一级的输出端，得到图题解3.5.2（b）所示电路， 该电路可以用一片包含四个2输入与非门的74HCT00的 一片包含三个3输入与非门的74HCT10实现。
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