数字电子技术·第02章作业解答参考
补充1:为什么普通的TTL和CMOS电路输出端不允许直接并联使用?
答:普通TTL和CMOS电路输出端直接并联时,因两者输出级结构不同(TTL为推挽输出,CMOS为互补MOS),若输出电平冲突(如一个高、一个低),会形成低阻通路,导致大电流倒灌,可能烧毁器件;同时两者电平阈值差异会引发逻辑混乱。
补充2:OC门或OD门输出端可以直接并联,但为什么要外接上拉电阻及电源?
答:OC门(集电极开路)和OD门(漏极开路)的输出端只能主动拉低电平(导通时接地),无法主动输出高电平。通过外接上拉电阻和电源,可在所有输出端截止时由外部电路提供高电平,避免电平冲突和短路电流,同时实现“线与”逻辑功能。还可以通过设置上拉电阻及电源,调节输出高电平的大小。
补充3:三态门输出端可以并联使用,但为什么任一时刻只能有一个三态门的使能端有效?
答:若多个三态门使能端同时有效,其输出端可能驱动不同电平(如一个高、一个低),形成低阻通路导致短路大电流,引发器件损坏或逻辑错误;而高阻态设计允许其他未被选中的门“脱离”总线,避免冲突,故需分时控制使能端以确保唯一有效驱动源。
补充4:为什么通过电流放大器驱动TTL电路可以提高其驱动能力?
答:TTL电路输出电流有限,直接驱动多负载时可能导致电压跌落或信号失真。电流放大器可增强输出电流(低阻输出),降低负载对前级的电流需求,确保在驱动大电流负载时仍能维持稳定的高低电平,从而提升驱动能力。
补充5:为什么通过CMOS驱动TTL电路可以提高其驱动能力?
答:CMOS电路(特别是高速系列)输出阻抗低且电流驱动能力强,高/低电平时可提供更大的拉电流(高电平输出)和灌电流(低电平输出),能够满足多个TTL负载的输入电流需求(尤其是低电平灌电流),同时保持电压稳定,从而提升整体驱动能力并避免逻辑电平失真。
补充6:为什么说将CMOS门电路并联使用可以提高驱动能力?
答:将CMOS门电路并联使用时,多个门的输出级MOS管等效并联,降低总导通电阻,从而增大输出电流(如灌电流/拉电流),显著提升驱动负载的能力,同时分散单个门的功耗,增强可靠性。