第19卷 集成门电路——TTL与CMOS 山东省（春季高考）《电子技术基础》（劳保版·第6版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第19卷 集成门电路——TTL与CMOS 单元过关卷《电子技术基础与技能》机电技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. TTL逻辑门电路的输入端电阻性负载过大，可能导致的结果是（ ） A. 输入端电压过高 B. 输入端电流过大 C. 逻辑门电路损坏 D. 输出逻辑状态改变 【答案】B 【解析】电阻性负载过大，会导致输入端电流过大，进而影响逻辑门电路的正常工作。 2. TTL逻辑门电路输入端为低电平时，输入端电流的方向是（ ） A. 从输入端流向内部电路 B. 从内部电路流向输入端 C. 不流动 D. 与电源电压有关 【答案】B 【解析】在TTL逻辑门电路中，当输入端为低电平时，输入端电流的方向是从内部电路流向输入端，即灌电流。 3. TTL电路中，为什么要避免多个输出端并联使用（ ） A. 会降低电路速度 B. 会导致输出电平不稳定 C. 会增加功耗 D. 会损坏晶体管 【答案】B 【解析】在TTL电路中，多个输出端并联使用会导致输出电平不稳定。因为每个输出端的驱动能力可能不同，并联后会造成输出电平的变化，影响电路的正常工作。 4. TTL逻辑门电路的输出特性曲线中，输出高电平和输出低电平之间的转换区域称为（ ） A. 截止区 B. 饱和区 C. 线性区 D. 转换区 【答案】D 【解析】在TTL逻辑门电路的输出特性曲线中，输出高电平和输出低电平之间的转换区域称为转换区或过渡区。 5. 在CMOS电路中，为了避免静电损坏，应该采取的措施是（ ） A. 增加电源电压 B. 降低工作频率 C. 使用防静电包装 D. 增加环境温度 【答案】C 【解析】CMOS电路对静电敏感，因此在使用和存储过程中应该使用防静电包装来避免静电损坏。 6. TTL门电路的输出端通常不能直接并联使用，因为（ ） A. 会导致逻辑错误 B. 会增加功耗 C. 会影响速度 D. 会损坏电路 【答案】A 【解析】TTL门电路的输出端直接并联使用可能导致逻辑错误，因为不同门电路的输出特性可能不同，导致输出状态不稳定。 7. 在常见TTL门电路中，电源电压通常约为（ ） A. 约为1.5 V B. 约为3.3 V C. 约为5 V D. 约为12 V 【答案】C 【解析】常见TTL门电路采用5 V电源供电，这是其典型工作电压。1.5 V、3.3 V和12 V不是常见TTL门电路的典型电源电压。 8. TTL逻辑门电路的输出端不能长时间与VCC或GND相连，原因是（ ） A. 会损坏输出晶体管 B. 会导致输出电平不稳定 C. 会增加功耗 D. 会影响电路速度 【答案】A 【解析】长时间将TTL逻辑门电路的输出端与VCC或GND相连，可能会导致输出晶体管过热而损坏。 9. TTL电路与CMOS电路相比，在应用中需要注意的问题是（ ） A. 输入电平 B. 输出电平 C. 电源电压 D. 工作温度 【答案】C 【解析】TTL电路和CMOS电路的工作电压不同，因此在使用时需要特别注意电源电压的选择和匹配。 10. 在如图所示的TTL门电路中，输出为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据题图可知，输出端被拉至低电平，因此输出Y=0，应选C。题干中的电路图未在当前文本中显示，实际使用时应确保题图与选项对应。 11. TTL逻辑门电路的输出端下拉电阻的作用是（ ） A. 提高输出电压 B. 降低输出电压 C. 保证输出为高电平时电流的稳定 D. 保证输出为低电平时电流的稳定 【答案】D 【解析】TTL逻辑门电路的输出端下拉电阻用于保证当输出为低电平时，能够提供足够的电流，确保输出逻辑状态的稳定。 12. TTL逻辑门电路输入端的噪声容限指的是（ ） A. 输入端允许的最大噪声电压 B. 输入端允许的最小噪声电压 C. 输入端允许的噪声电压范围 D. 与输入端噪声无关的参数 【答案】C 【解析】TTL逻辑门电路输入端的噪声容限是指输入端允许的噪声电压范围，即在这个范围内，噪声不会影响逻辑门的正常功能。 13. 与TTL门电路相比，CMOS门电路的输入阻抗通常（ ） A. 较低 B. 较高 C. 基本相同 D. 随频率固定 【答案】B 【解析】CMOS门电路的输入端由绝缘栅结构构成，输入电流很小，因此输入阻抗通常高于TTL门电路。输入阻抗较低或基本相同不符合两类门电路的典型特性。 14. TTL集成门电路使用时，建议使用的电源电压为（ ） A. +5V B. +1V C. +10V D. +8V 【答案】A 【解析】标准TTL集成门电路通常采用+5V电源供电，常见允许范围约为4.75～5.25V，因此应选A。 15. 三态门（TSL）除了输出高电平和低电平外，还有哪种状态（ ） A. 零态 B. 悬空态 C. 高阻态 D. 不确定态 【答案】C 【解析】三态门除输出高电平和低电平外，在禁止控制信号作用下，输出端与内部电路断开，呈现高阻态，因此应选C。 16. TTL门电路输入端悬空时，应视为（ ） A. 高电平 B. 低电平 C. 不定 D. 高阻 【答案】A 【解析】TTL输入端悬空时，由于输入级晶体管的结构特点，通常被认为相当于输入逻辑1，因此应选A。但实际使用中不宜长期使输入端悬空，应按逻辑要求进行可靠连接。 17. TTL逻辑电路是以______为基础的集成电路（ ） A. 三极管 B. 二极管 C. 场效应管 D. 晶闸管 【答案】A 【解析】TTL逻辑电路是以三极管为基础的集成电路，答案为三极管。 TTL即晶体管-晶体管逻辑（Transistor-Transistor Logic），其内部电路主要由多发射极三极管、电阻和反相器等组成，通过三极管的导通和截止来实现逻辑功能。 18. 下列关于 TTL 集成门电路的说法中，错误的是（ ） A. 与门和与非门的多余输入端应接高电平 B. 或门的多余端应接地 C. 将集成块正面朝上，引脚朝下，凹口标志置于左端，自左下角起按逆时针方向自下而上引脚依次为1,2,3,…,14 D. TTL 集成电路所接电源电压是+12 V 【答案】D 【解析】TTL集成电路通常采用+5V电源供电，而不是+12V，因此D项错误。与门、与非门的多余输入端通常接高电平，或门的多余输入端通常接地；14脚TTL器件的引脚编号也按封装标志确定。 19. CMOS逻辑电路是以______为基础的集成电路。（ ） A. 三极管 B. NMOS管 C. PMOS管 D. PMOS管与NMOS管 【答案】D 【解析】CMOS是互补金属氧化物半导体逻辑电路，由PMOS管和NMOS管互补构成，因此应选D。原选项中的“POMS”和“NOMS”属于字母顺序错误，应分别改为“PMOS”和“NMOS”。 20. CMOS 集成电路功耗较小，驱动能力较弱，一般工作电压为（ ） A. 1.8V B. 3.3V C. 5V D. 12V 【答案】B 【解析】CMOS集成电路一般工作电压为3.3V。所以选择B选项。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. CMOS门电路与TTL门电路相比，TTL门电路的功耗更小。（ ） 【答案】错误 【解析】CMOS门电路与TTL门电路相比,带负载能力强,功耗小。 22. 对于TTL与非门，在不影响其逻辑功能的前提下，多余的输入端可以接高电平。（ ） 【答案】正确 【解析】TTL与非门的逻辑表达式为Y=非(A·B·……)。将多余输入端接高电平，相当于在逻辑乘积中乘以1，不会改变其他有效输入对输出的控制作用，因此说法正确。实际电路中也可将多余输入端并接到有效输入端，但不宜悬空使用。 23. 由两个TTL或非门构成的基本RS触发器，当时，触发器的状态为不定。（ ） 【答案】错误 【解析】由两个TTL或非门构成的基本RS触发器属于高电平有效结构。当R=S=0时，两个输入均无效，触发器保持原有状态，而不是状态不定；当R=S=1时才会出现不允许或不确定状态。因此题干说法错误，原答案“错误”正确。 24. TTL集成门电路的工作电源一般取5V。（ ） 【答案】正确 【解析】标准TTL集成门电路的额定工作电源通常为5V，常见工作范围约为4.75～5.25V，因此该说法正确。 25. TTL集成电路的电源电压一般为12V。（ ） 【答案】错误 【解析】标准TTL集成电路一般采用5V电源供电，而不是12V。超过规定电源范围可能导致逻辑失常甚至器件损坏，因此该说法错误。 26. 当TTL与非门的输入端悬空时，相当于输入为逻辑1。（ ） 【答案】正确 【解析】TTL输入端悬空时，输入级通常呈现相当于逻辑1的状态，因此从逻辑分析角度可认为输入为1。需要注意的是，工程应用中仍应避免输入端长期悬空，以提高抗干扰能力和工作可靠性。 27. 74LS00的电源电压在5~18V均能正常工作。（ ） 【答案】错误 【解析】74LS00属于低功耗肖特基TTL器件，额定电源电压为5V，通常允许范围约为4.75～5.25V，不能在5～18V范围内均正常工作。因此该说法错误。 28. 在工作电源电压和工作频率等条件相近时，CMOS门电路的静态功耗通常低于TTL门电路。（ ） 【答案】正确 【解析】CMOS门电路在静态状态下输入端几乎不取电流，主要功耗集中在状态转换过程中，因此静态功耗通常低于TTL门电路。实际功耗还会受到工作频率和负载等条件影响。 29. CMOS集成门电路多余的输入端不能悬空，所以对与门、与非门、或门应将多余的输入端接高电平，对应或非门应将多余的输入端接低电平。（ ） 【答案】正确 【解析】CMOS输入端具有很高的输入阻抗，悬空时容易受到噪声和静电影响，导致逻辑状态不确定，甚至可能损坏栅极，因此多余输入端不能悬空。对于与门、与非门，多余输入端接高电平相当于逻辑乘积中乘以1；对于或门、或非门，多余输入端接低电平相当于逻辑和中加上0，均不会改变其他输入端对逻辑功能的影响。因此该说法正确。 30. CMOS传输门由一个NMOS管和一个PMOS管并联构成，能够双向传输数字信号。（ ） 【答案】正确 【解析】NMOS管和PMOS管并联可互补传输高、低电平，因此CMOS传输门具有双向传输信号的特点。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是TTL集成门电路？使用时应注意什么问题？ 【答案】TTL集成门电路是以双极型晶体管为基本开关器件、采用晶体管—晶体管逻辑结构实现各种逻辑功能的集成电路。使用时应注意：①标准TTL电路通常采用+5V电源，电源电压应保持在规定范围内，不能反接或过压；②不得在电源接通时插拔集成电路，防止电流冲击损坏器件；③输入信号电压不得超出器件规定范围，不能将输入端直接接到高于电源电压或低于地电位的低内阻电源上；④与门、与非门的多余输入端应接高电平，或门、或非门的多余输入端应接低电平，避免输入端悬空；⑤TTL输出端不能直接与其他输出端相连，除非使用专门的三态或集电极开路结构；⑥电源端附近应设置退耦电容，以减小电源噪声和瞬态干扰；⑦应防止静电、短路和电源过冲对器件造成损坏。 【解析】TTL表示晶体管—晶体管逻辑，电路的输入级、逻辑放大级和输出级主要由双极型晶体管构成。晶体管在截止、放大或饱和等状态之间转换，实现逻辑信号的处理。标准TTL器件通常使用+5V电源，必须遵守额定电压和输入电压范围；多余输入端应按逻辑功能可靠接入，不能随意悬空；输出端不能违规并联；同时还要注意防静电、禁止带电插拔并采取电源退耦措施，以保证器件安全和逻辑工作的可靠性。 32. TTL门电路的基本原理. 【答案】TTL门电路是利用晶体管进行数字逻辑运算的电路。TTL门电路的基本原理是利用晶体管的导通和截止状态来表示逻辑“1”和逻辑“0”，从而实现数字信号的逻辑运算。TTL门电路的基本结构包括输入端、输出端和晶体管等部分。输入端接收输入信号，输出端输出逻辑结果信号，晶体管是实现逻辑运算的关键器件。TTL门电路的工作原理是将输入信号送入晶体管，根据输入信号的不同，使晶体管处于导通或者截止状态，从而得到对应的逻辑输出信号。 【解析】TTL门电路以双极型晶体管为基本器件，利用晶体管的导通、截止及饱和等状态表示和处理二进制逻辑信号。以典型TTL与非门为例，多发射极输入晶体管完成输入逻辑判断，后级晶体管构成相位分离和输出驱动电路。当任一输入为低电平时，输入级使后级处于相应状态，输出为高电平；当所有输入均为高电平时，输出级使输出为低电平，从而实现与非逻辑。 33. 什么是CMOS集成门电路？使用时应注意什么问题？ 【答案】CMOS集成门电路是由互补的PMOS管和NMOS管构成的金属氧化物半导体集成逻辑电路。使用时应注意：①电源电压应按照具体器件型号的规定选择，常见CMOS器件可在较宽的电源范围内工作，但不能将10V作为所有CMOS器件的统一电源电压；电源极性不能接错；②CMOS器件输入阻抗很高，输入端不能悬空，未使用的输入端必须根据逻辑功能接到确定的高电平或低电平；③与门、与非门的多余输入端通常接高电平，或门、或非门的多余输入端通常接低电平；④CMOS器件对静电敏感，存放、焊接和调试时应采取防静电措施，人体、工作台、仪器和电烙铁应可靠接地；⑤输入端电压不能超出电源轨范围，不能在电源未接通时向输入端施加信号；⑥输出端不能直接与其他输出端并联，除非器件明确允许；⑦电源端应设置退耦电容，以提高抗干扰能力。 【解析】CMOS是互补金属氧化物半导体逻辑，基本单元由PMOS管和NMOS管互补构成。由于MOS管栅极与沟道绝缘，输入电流很小、输入阻抗很高，但输入端悬空时容易受噪声和静电影响，因此必须接到确定的逻辑电平。CMOS器件的电源电压随具体系列和型号而定，不能笼统说一般为10V。其使用重点包括电源极性和电压范围正确、输入端不悬空、防静电、禁止在未上电时输入有效信号以及做好电源退耦。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. TTL 门电路与 CMOS 门电路的输入特性有何核心差异？​ 【答案】TTL门电路的输入级采用双极型晶体管，输入端存在一定的输入电流，输入低电平时通常需要吸收电流，输入高电平时输入电流较小。TTL输入端悬空时通常表现为逻辑高电平，但悬空容易受干扰，实际使用中应将多余输入端可靠接至规定逻辑电平；与门、与非门的多余输入端通常接高电平，或门、或非门的多余输入端通常接低电平。CMOS门电路的输入级采用MOS管栅极结构，输入阻抗很高，静态输入电流几乎为零，但输入端不能悬空，否则容易受噪声影响而产生不确定逻辑状态，并可能因静电损坏器件。CMOS多余输入端也必须根据逻辑功能接至VDD或GND。两者的核心差异是：TTL输入具有较明显的输入电流和较低的输入阻抗，CMOS输入电流极小、输入阻抗极高；但两者的未使用输入端都应可靠连接，不能把TTL悬空特性作为规范使用方法。 【解析】TTL和CMOS的输入级结构不同。TTL使用双极型晶体管，输入端会产生一定输入电流，悬空时通常因输入级偏置而表现为高电平，但这种状态抗干扰能力较差，不能作为工程上的可靠接法。CMOS使用绝缘栅MOS管，输入阻抗很高，静态输入电流几乎为零，但悬空输入容易积累电荷并受到噪声干扰，可能导致输出不确定或静电击穿。因此，TTL和CMOS的多余输入端都应按逻辑功能接到确定电平；不能因TTL悬空时通常呈高电平，就认为TTL多余输入端可以悬空。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第19卷 集成门电路——TTL与CMOS 单元过关卷《电子技术基础与技能》机电技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. TTL逻辑门电路的输入端电阻性负载过大，可能导致的结果是（ ） A. 输入端电压过高 B. 输入端电流过大 C. 逻辑门电路损坏 D. 输出逻辑状态改变 2. TTL逻辑门电路输入端为低电平时，输入端电流的方向是（ ） A. 从输入端流向内部电路 B. 从内部电路流向输入端 C. 不流动 D. 与电源电压有关 3. TTL电路中，为什么要避免多个输出端并联使用（ ） A. 会降低电路速度 B. 会导致输出电平不稳定 C. 会增加功耗 D. 会损坏晶体管 4. TTL逻辑门电路的输出特性曲线中，输出高电平和输出低电平之间的转换区域称为（ ） A. 截止区 B. 饱和区 C. 线性区 D. 转换区 5. 在CMOS电路中，为了避免静电损坏，应该采取的措施是（ ） A. 增加电源电压 B. 降低工作频率 C. 使用防静电包装 D. 增加环境温度 6. TTL门电路的输出端通常不能直接并联使用，因为（ ） A. 会导致逻辑错误 B. 会增加功耗 C. 会影响速度 D. 会损坏电路 7. 在常见TTL门电路中，电源电压通常约为（ ） A. 约为1.5 V B. 约为3.3 V C. 约为5 V D. 约为12 V 8. TTL逻辑门电路的输出端不能长时间与VCC或GND相连，原因是（ ） A. 会损坏输出晶体管 B. 会导致输出电平不稳定 C. 会增加功耗 D. 会影响电路速度 9. TTL电路与CMOS电路相比，在应用中需要注意的问题是（ ） A. 输入电平 B. 输出电平 C. 电源电压 D. 工作温度 10. 在如图所示的TTL门电路中，输出为（ ） A. B. C. D. 11. TTL逻辑门电路的输出端下拉电阻的作用是（ ） A. 提高输出电压 B. 降低输出电压 C. 保证输出为高电平时电流的稳定 D. 保证输出为低电平时电流的稳定 12. TTL逻辑门电路输入端的噪声容限指的是（ ） A. 输入端允许的最大噪声电压 B. 输入端允许的最小噪声电压 C. 输入端允许的噪声电压范围 D. 与输入端噪声无关的参数 13. 与TTL门电路相比，CMOS门电路的输入阻抗通常（ ） A. 较低 B. 较高 C. 基本相同 D. 随频率固定 14. TTL集成门电路使用时，建议使用的电源电压为（ ） A. +5V B. +1V C. +10V D. +8V 15. 三态门（TSL）除了输出高电平和低电平外，还有哪种状态（ ） A. 零态 B. 悬空态 C. 高阻态 D. 不确定态 16. TTL门电路输入端悬空时，应视为（ ） A. 高电平 B. 低电平 C. 不定 D. 高阻 17. TTL逻辑电路是以______为基础的集成电路（ ） A. 三极管 B. 二极管 C. 场效应管 D. 晶闸管 18. 下列关于 TTL 集成门电路的说法中，错误的是（ ） A. 与门和与非门的多余输入端应接高电平 B. 或门的多余端应接地 C. 将集成块正面朝上，引脚朝下，凹口标志置于左端，自左下角起按逆时针方向自下而上引脚依次为1,2,3,…,14 D. TTL 集成电路所接电源电压是+12 V 19. CMOS逻辑电路是以______为基础的集成电路。（ ） A. 三极管 B. NMOS管 C. PMOS管 D. PMOS管与NMOS管 20. CMOS 集成电路功耗较小，驱动能力较弱，一般工作电压为（ ） A. 1.8V B. 3.3V C. 5V D. 12V 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. CMOS门电路与TTL门电路相比，TTL门电路的功耗更小。（ ） 22. 对于TTL与非门，在不影响其逻辑功能的前提下，多余的输入端可以接高电平。（ ） 23. 由两个TTL或非门构成的基本RS触发器，当时，触发器的状态为不定。（ ） 24. TTL集成门电路的工作电源一般取5V。（ ） 25. TTL集成电路的电源电压一般为12V。（ ） 26. 当TTL与非门的输入端悬空时，相当于输入为逻辑1。（ ） 27. 74LS00的电源电压在5~18V均能正常工作。（ ） 28. 在工作电源电压和工作频率等条件相近时，CMOS门电路的静态功耗通常低于TTL门电路。（ ） 29. CMOS集成门电路多余的输入端不能悬空，所以对与门、与非门、或门应将多余的输入端接高电平，对应或非门应将多余的输入端接低电平。（ ） 30. CMOS传输门由一个NMOS管和一个PMOS管并联构成，能够双向传输数字信号。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是TTL集成门电路？使用时应注意什么问题？ 32. TTL门电路的基本原理. 33. 什么是CMOS集成门电路？使用时应注意什么问题？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. TTL 门电路与 CMOS 门电路的输入特性有何核心差异？​ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $