模电常见疑问

1.       影响二极管开关速度的主要因素是什么?

解:影响二极管开关速度的主要因素是由荷存储效应,反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间。

2.       数字电路中的BJT工作在何种工作状态?

解:它与放大电路中的BJT有何不同?在数字电路中,BJT大多数工作在开关状态,即工作在截止区和饱和区,相当于开关的“开通”和“关断”。在放大电路中BJT多数工作在放大区。

3.       影响BJT开关速度的有哪些因素?

解:BJT的开关时间即开通时间和关闭的时间限制了BJT开关速度。开通时间就是建立基区电荷的时间。关闭时间就是存储电荷消散的时间。

4.       什么叫逻辑“与”和逻辑“或”?如何用二极管来实现与门和或门。

解:只有当一件事的几个条件全部具备之后,这件事才发生,这种关系称为与逻辑。当一件事情的几个条件中只要有一个条件得到满足这件事就会发生,这种关系称为或逻辑。

5.       什么叫非逻辑?为什么可以利用BJT来构成非门?模拟电路中的反相电压放大器与数字电路中的非门有何不同?

解:一件事情的发生是以其相反的条件为依据,这种逻辑关系称为非逻辑。当三极管基极加高电平时,BJT饱和导通,输出低电平;当基极加低电平时,BJT截止,输出高电平,从而构成非门。模拟电路中的反相电压放大器输入输出均为正弦波,且电路引入负反馈。数字电路中非门研究的是输入,输出的逻辑状态。

6.       一般的BJT反相器的动态性能存在什么问题?而TTL反相器的输入级和推拉式输出级各有什么特点,它们是怎样提高电路的开关速度的?

解:一般的BJT反相器由于基区存储电荷的影响和负载电容的作用,导致其开关速度不高。输入级可以使多余的存储电荷迅速从集电极消散而达到截止,提高工作速度。推拉式输出级由于输出电阻很小,提高了带负载的能力,由于BJT的放大作用,加速电荷消散,从而提高开关速度。

7.       TTL与非门和TTL反相器在电路结构上和功能上有何不同?

解:TTL反相器的输入端采用多发射极的BJT即构成与非门器件中的每一个发射极能各自独立地形成正向偏置的发射结,并可促使BJT进入放大或饱和区。两者实现的逻辑功能不同。

8.       抗饱和TTL电路为什么可以提高开关速度?

解:BJT工作在饱和时,发射结和集电结都处于正向偏置,集电结正向偏置电压越大,则表明饱和程度越深。为了限制BJT的饱和深度,在BJT的基极和集电极并联上一个导通阈值电压较低的肖特基二极管,抵抗BJT过饱和的作用,使电路的开关时间大为缩短。

9.       CMOS逻辑门电路与TTL电路相比有哪些优点?为什么说,从发展的观点来看,CMOS器件的庆用有取代TTL电路的趋势。

解:与TTL电路相比,CMOS逻辑门静态功耗小;允许电源电压范围宽;扇出系数大;抗噪容限大;带负载能力强;集成度等。从发展趋势来看,由于制造工艺的改进和上述优点,CMOS电路的性能有可能超越TTL而成为占主要地位的逻辑器件。

10.    什么是逻辑门电路?

解:逻辑门电路是指能够实现各种基本逻辑关系的电路,简称“门电路”或逻辑元件。

11.    集成门按内部有源器件可分为几类?

解:分为两类,一类为双极型晶体管集成电路,另一类为单极型MOS集成电路。

12.    门电路按集成度可分为几类?

解:门电路按集成度可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。

13.    什么是“线与”?

解:在实际使用中,可直接将几个逻辑门的输出端相连,这种输出直接相连,实现输出与功能的方式称为“线与”。

14.    什么是三态门?

解:所谓三态门,是指逻辑门的输出除有高、低电平两种状态外,还有第三种状态——高阻状态的门电路。

15.    TTL集成门电路使用注意事项?

解:TTL集成门电路使用注意事项如下:

(1)   电源电压应满足在标准值5V+10%的范围内;

(2)   TTL电路的输出端所接负载,不能超过规定的扇出系数;

(3)   注意TTL门多余输入端的处理方法。

16.    与非门多余端的处理方法?

解:与非门多余端的处理的原则是以不破坏其逻辑关系为基础。其处理方法有三种:(1)多余端接电源;(2)通过R接电源;(3)与使用输入端并联。

17.    CMOS集成电路使用注意事项?

解:CMOS集成电路使用注意事项如下:

(1)   避免静电损失。有放CMOS电路要用金属将管脚短接起来或用金属盒屏蔽;

(2)   多余输入端的处理方法。CMOS电路的输入阻抗高,易受外界干扰,所以多余输入端不允许是空,应根据逻辑要求接电源、接地或与其它输入端连接。

18.    TTL与非门可否实现线与?如何解决?

解:TTL与非门有一条共同的禁忌,即不得将两个或多个与非门的输出端并联使用,否则将会使器件损坏。为了实现线与,提出了两种新的器件即集电极开路门及漏极开路门电路。

19.    列举逻辑函数的四种表示方法?

解:逻辑真值表、逻辑式、逻辑图、卡诺图和波形图。

20.    当TTL门电路驱动CMOS门电路时,是否需要加接口电路?

解:一般情况下,TTL门路驱动CMOS门由于电压不兼容,需加接口电路。但当TTL驱动CMOS—HCT时,由于电压参数兼容,不需另加接口电路。

21.    为什么说电压、电流参数为门电路之间主要接口参数?

解:因为采用接口电路,要满足:驱动器件对负载器件提供灌电流最大值以及足够大的拉电流。驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围。

22.    使用集成电路应注意什么?

解:注意事项如下:

(1)   对于各种集成电路,使用时一定要在推荐的工作条件范围内,否则将导致性能下降或损坏器件。

(2)   数字集成电路中多余的输入端在不改变逻辑关系的前提下可以并联起来使用,也可根据逻辑关系的要求接地或接高电平。TTL电路多余的输入端悬空表示输入为高电平;但CMOS电路,多余的输入端不允许悬空,否则电路将不能正常工作。

(3)   TTL电路和CMOS电路之间一般不能直接连接,而需利用接口电路进行电平转换或电流变换才可进行连接,使前级器件的输出电平及电流满足后级器件对输入电平及电流的要求,并不得对器件造成损害。

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2021-04-10 原文

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