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》电气技术类 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电路在正逻辑系统中，______相当于输入逻辑0。（ ） A. 悬空 B. 通过2.7kΩ电阻接电源 C. 通过2.7kΩ电阻接地 D. 通过510Ω电阻接地 2. TTL逻辑门电路的输出端若直接与低电平负载（如地线）相连，可能会导致的问题是（ ） A. 输出端电压升高 B. 输出端电流过大 C. 输出端烧毁 D. 逻辑功能失效 3. 与TTL数字集成电路相比，CMOS数字集成电路有突出的优点，其优点不包括（ ） A. 微功耗 B. 高速度 C. 抗干扰能力强 D. 电源范围宽 4. 在识别数字集成电路的引脚时，以下哪项信息是最重要的（ ） A. 引脚的颜色 B. 引脚的形状 C. 引脚的功能描述 D. 引脚的长度 5. TTL逻辑门电路的输入端漏电，将会（ ） A. 导致输入端电压降低 B. 使输入端电压升高 C. 不影响逻辑功能 D. 增加输入端电流 6. 数字集成电路的引脚功能通常由______决定。（ ） A. 芯片型号 B. 内部电路结构 C. 应用场景 D. 以上都是 7. TTL逻辑门电路输入端为高电平时，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 8. 数字集成电路的输出引脚主要用于（ ） A. 接收外部信号 B. 提供工作电压 C. 输出处理后的信号到外部电路 D. 连接电源 9. TTL逻辑门电路的输出端连接感性负载时，为了保护电路，通常需要（ ） A. 增加输出端的电阻 B. 增加输出端的电容 C. 串联一个续流二极管 D. 降低电源电压 10. 在如图所示的TTL门电路中，输出为（ ） A. B. C. D. 11. TTL逻辑门电路的输入端允许灌电流的最大值主要取决于（ ） A. 输入端的电阻 B. 输入端的电容 C. 逻辑门电路的内部结构 D. 电源电压 12. TTL逻辑门电路的输出端灌电流能力指的是（ ） A. 输出端向低电平负载提供电流的能力 B. 输出端向高电平负载提供电流的能力 C. 输出端能够承受的最大噪声电流 D. 输出端能够承受的最大负载电阻值 13. 当TTL电路与CMOS电路混合使用时，为了防止损坏，通常需要（ ） A. 增加缓冲电路 B. 降低电源电压 C. 提高环境温度 D. 增加输入信号的频率 14. 在TTL集成电路中，哪个引脚用于接收来自其他TTL电路的输出信号（ ） A. 电源引脚 B. 地引脚 C. 输入引脚 D. 输出引脚 15. TTL电路中的“饱和压降”是指（ ） A. 输出高电平时的电压降 B. 输出低电平时的电压降 C. 输入高电平时的电压降 D. 输入低电平时的电压降 16. 数字集成电路引脚识别时，以下哪项不是必要的步骤（ ） A. 查看集成电路的型号和规格书 B. 观察集成电路的外观和引脚排列 C. 使用万用表测量引脚电压 D. 随机猜测引脚功能 17. 数字集成电路的接地引脚的作用是（ ） A. 提供工作电压 B. 连接外部设备 C. 保证电路稳定工作 D. 提供逻辑电平参考 18. TTL 门电路 74LS08（四 2 输入与门）的引脚分布中，接地引脚是（ ） A. 1 脚 B. 7 脚 C. 8 脚 D. 14 脚 19. 下列说法中错误的是（ ） A. 静电击穿是CMOS集成电路失败的主要原因 B. 电路的工作频率低时，可选用CMOS集成电路 C. 电路的工作频率为1 MHz以上时选用CMOS集成电路 D. CMOS集成电路的多余端不能悬空 20. 关于CMOS集成电路，下列说法正确的是（ ） A. CMOS逻辑集成电路主要有74××系列、74LS××系列 B. CC××系列、CD××系列和TC××系列尾数相同的集成电路不能互换使用 C. CMOS逻辑集成电路主要有C×××系列、CC××系列、CD××系列和TC××系列 D. CC××系列、CD××系列和TC××系列是通用的，只要尾数相同，就可以互换 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 对于TTL与非们，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。（ ） 22. 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。（ ） 23. CMOS门电路与TTL门电路相比，TTL门电路的功耗更小。（ ） 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. 反相器的作用与数字电路中的非门是相同的。（ ） 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传输门通常由一个NMOS管和一个PMOS管并联构成，可实现数字信号和模拟信号的双向传输。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. TTL 门电路与 CMOS 门电路的输入特性有何核心差异？​ 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. 什么是TTL集成门电路？使用时应注意什么问题？ 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》电气技术类 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电路在正逻辑系统中，______相当于输入逻辑0。（ ） A. 悬空 B. 通过2.7kΩ电阻接电源 C. 通过2.7kΩ电阻接地 D. 通过510Ω电阻接地 【答案】D 【解析】TTL输入端悬空时通常相当于逻辑1。通过较大电阻接地时，输入端电流可能使电阻上的压降过大，不能可靠保证输入低电平；通过约510Ω电阻接地可将输入电压限制在TTL低电平范围内，因此相当于输入逻辑0，选D。 2. TTL逻辑门电路的输出端若直接与低电平负载（如地线）相连，可能会导致的问题是（ ） A. 输出端电压升高 B. 输出端电流过大 C. 输出端烧毁 D. 逻辑功能失效 【答案】B 【解析】TTL逻辑门电路的输出端直接与低电平负载相连时，会导致输出端电流过大，因为输出级晶体管试图向低电平负载灌入电流。 3. 与TTL数字集成电路相比，CMOS数字集成电路有突出的优点，其优点不包括（ ） A. 微功耗 B. 高速度 C. 抗干扰能力强 D. 电源范围宽 【答案】B 【解析】CMOS数字集成电路具有静态功耗低、输入阻抗高、抗干扰能力强和电源电压适用范围较宽等优点。传统CMOS电路的工作速度通常不如TTL，因此“高速度”不是CMOS相对于TTL的突出优点，选B。 4. 在识别数字集成电路的引脚时，以下哪项信息是最重要的（ ） A. 引脚的颜色 B. 引脚的形状 C. 引脚的功能描述 D. 引脚的长度 【答案】C 【解析】在识别数字集成电路的引脚时，引脚的功能描述是最重要的信息。它直接告诉我们每个引脚的作用和用途，帮助我们正确连接和使用集成电路。引脚的颜色、形状和长度虽然可以提供一些线索，但并不是最重要的信息。 5. TTL逻辑门电路的输入端漏电，将会（ ） A. 导致输入端电压降低 B. 使输入端电压升高 C. 不影响逻辑功能 D. 增加输入端电流 【答案】A 【解析】输入端漏电会导致输入端电压降低，从而影响逻辑门的输入状态。 6. 数字集成电路的引脚功能通常由______决定。（ ） A. 芯片型号 B. 内部电路结构 C. 应用场景 D. 以上都是 【答案】B 【解析】数字集成电路的引脚功能通常由内部电路结构决定。故B 选项正确。 7. TTL逻辑门电路输入端为高电平时，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】A 【解析】在TTL逻辑门电路中，当输入端为高电平时，输入端电流的方向是从输入端流向内部电路，即拉电流。 8. 数字集成电路的输出引脚主要用于（ ） A. 接收外部信号 B. 提供工作电压 C. 输出处理后的信号到外部电路 D. 连接电源 【答案】C 【解析】输出引脚在数字集成电路中主要用于将处理后的信号输出到外部电路或设备，以供其他电路使用或进一步处理。 9. TTL逻辑门电路的输出端连接感性负载时，为了保护电路，通常需要（ ） A. 增加输出端的电阻 B. 增加输出端的电容 C. 串联一个续流二极管 D. 降低电源电压 【答案】C 【解析】当TTL逻辑门电路的输出端连接感性负载时，为了防止感性负载断电时产生的反电动势损坏输出晶体管，通常需要串联一个续流二极管来泄放反电动势。 10. 在如图所示的TTL门电路中，输出为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据图示TTL门电路的导通状态分析，输出节点被有效拉低，输出为低电平，因此Y=0，选C。 11. TTL逻辑门电路的输入端允许灌电流的最大值主要取决于（ ） A. 输入端的电阻 B. 输入端的电容 C. 逻辑门电路的内部结构 D. 电源电压 【答案】C 【解析】TTL逻辑门电路输入端允许灌电流的最大值主要由逻辑门电路的内部结构决定，包括输入晶体管的类型和尺寸等。 12. TTL逻辑门电路的输出端灌电流能力指的是（ ） A. 输出端向低电平负载提供电流的能力 B. 输出端向高电平负载提供电流的能力 C. 输出端能够承受的最大噪声电流 D. 输出端能够承受的最大负载电阻值 【答案】A 【解析】TTL逻辑门电路的输出端灌电流能力是指输出端向低电平负载提供电流的能力，即当输出为低电平时，输出端能够向低电平负载灌入的最大电流。 13. 当TTL电路与CMOS电路混合使用时，为了防止损坏，通常需要（ ） A. 增加缓冲电路 B. 降低电源电压 C. 提高环境温度 D. 增加输入信号的频率 【答案】A 【解析】TTL电路和CMOS电路之间的电平差异可能导致相互损坏，因此需要增加缓冲电路来匹配电平。 14. 在TTL集成电路中，哪个引脚用于接收来自其他TTL电路的输出信号（ ） A. 电源引脚 B. 地引脚 C. 输入引脚 D. 输出引脚 【答案】C 【解析】在TTL（晶体管-晶体管逻辑）集成电路中，输入引脚用于接收来自其他TTL电路的输出信号。这些信号可以是高电平（通常是+5V）或低电平（通常是0V或接近0V）。 15. TTL电路中的“饱和压降”是指（ ） A. 输出高电平时的电压降 B. 输出低电平时的电压降 C. 输入高电平时的电压降 D. 输入低电平时的电压降 【答案】A 【解析】TTL电路中的“饱和压降”是指输出高电平时的电压降，即从逻辑1的电压值到电源电压之间的电压差。 16. 数字集成电路引脚识别时，以下哪项不是必要的步骤（ ） A. 查看集成电路的型号和规格书 B. 观察集成电路的外观和引脚排列 C. 使用万用表测量引脚电压 D. 随机猜测引脚功能 【答案】D 【解析】在识别数字集成电路的引脚时，需要查看集成电路的型号和规格书，观察集成电路的外观和引脚排列，并使用万用表等工具测量引脚电压。随机猜测引脚功能不是必要的步骤，也不可靠。 17. 数字集成电路的接地引脚的作用是（ ） A. 提供工作电压 B. 连接外部设备 C. 保证电路稳定工作 D. 提供逻辑电平参考 【答案】D 【解析】接地引脚在数字集成电路中用于提供逻辑电平参考，即电路的0电平参考点。所有逻辑信号都是基于这个参考点进行比较的。 18. TTL 门电路 74LS08（四 2 输入与门）的引脚分布中，接地引脚是（ ） A. 1 脚 B. 7 脚 C. 8 脚 D. 14 脚 【答案】B 【解析】74LS08采用14脚双列直插封装，其中14脚接电源VCC，7脚接地GND。因此接地引脚是7脚，选B。 19. 下列说法中错误的是（ ） A. 静电击穿是CMOS集成电路失败的主要原因 B. 电路的工作频率低时，可选用CMOS集成电路 C. 电路的工作频率为1 MHz以上时选用CMOS集成电路 D. CMOS集成电路的多余端不能悬空 【答案】C 【解析】CMOS器件输入端绝缘层薄，静电容易造成栅极氧化层击穿，因此静电击穿是其失效的主要原因之一。工作频率较低时，CMOS的低功耗优势明显；CMOS多余输入端不能悬空。工作频率达到1MHz以上时，不能笼统地认为应选用CMOS，传统情况下高速场合常优先考虑TTL或专用高速逻辑，因此错误说法是C。 20. 关于CMOS集成电路，下列说法正确的是（ ） A. CMOS逻辑集成电路主要有74××系列、74LS××系列 B. CC××系列、CD××系列和TC××系列尾数相同的集成电路不能互换使用 C. CMOS逻辑集成电路主要有C×××系列、CC××系列、CD××系列和TC××系列 D. CC××系列、CD××系列和TC××系列是通用的，只要尾数相同，就可以互换 【答案】C 【解析】CMOS逻辑集成电路的系列包括C×××、CC××、CD××和TC××等。74××和74LS××主要属于TTL系列。不同厂家或不同系列中即使型号尾数相同，也可能在电气参数、电源范围和速度等方面存在差异，不能仅凭尾数相同就保证互换。因此正确说法是C。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 对于TTL与非们，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与非门的输入逻辑关系为：只要有一个输入为0，输出就为1；只有所有输入均为1时，输出才为0。因此在不改变逻辑功能的前提下，多余输入端可以接高电平。实际应用中仍应采用明确的高电平连接，避免输入端受干扰。 22. 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，两个或非门均不被置位或复位，触发器保持原来的状态，而不是状态不定。因此题干说法错误，答案为“错误”。 23. 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。 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集成门电路通常采用约5V单电源供电，典型工作电源范围为4.75～5.25V。因此“TTL集成门电路的工作电源一般取5V”的说法正确。 25. TTL集成电路的电源电压一般为12V。（ ） 【答案】错误 【解析】标准TTL集成电路的额定电源电压通常为5V，正常工作范围约为4.75～5.25V，并非一般采用12V供电。因此题干说法错误，答案为“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输入级采用双极型晶体管结构，输入端悬空时，输入级通常呈现为高电平状态。因此从逻辑判断上，TTL与非门的输入端悬空通常相当于输入逻辑1。但实际使用时不建议长期悬空，应将未使用输入端接到明确的逻辑电平以提高抗干扰能力。 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系列，额定电源电压为5V，通常允许的工作范围约为4.75～5.25V。5～18V远超其允许范围，可能导致器件损坏，因此题干说法错误，答案为“错误”。 28. 反相器的作用与数字电路中的非门是相同的。（ ） 【答案】正确 【解析】反相器的作用与数字电路中的非门是相同的。 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，悬空时容易受干扰或积累静电，导致逻辑状态不确定，因此多余输入端不能悬空。对于与门和与非门，多余输入端接高电平不会改变逻辑功能；对于或门和或非门，多余输入端接低电平不会改变逻辑功能。因此题干说法正确。 30. CMOS传输门通常由一个NMOS管和一个PMOS管并联构成，可实现数字信号和模拟信号的双向传输。（ ） 【答案】正确 【解析】CMOS传输门利用NMOS管和PMOS管互补导通的特点，可降低导通电阻并实现信号双向传输。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 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：输入级采用三极管结构，悬空的输入端等效为高电平（1），因此多余输入端可悬空（或通过电阻接高电平）；输入低电平时需吸收一定电流，输入高电平时电流极小；​CMOS 门电路：输入级采用 MOS 管栅极结构，栅极绝缘性强，输入端不可悬空（否则易积累静电击穿器件或导致逻辑状态混乱），多余输入端需通过电阻接高电平（VDD）或直接接低电平（GND）；输入电流几乎为零（栅极无直流电流）。 【解析】TTL输入级通常由双极型晶体管构成，输入端具有一定的输入电流。输入低电平时，输入端需要吸收一定电流；输入高电平时，输入电流相对较小。TTL输入端悬空时通常相当于逻辑1，但实际应用中不宜长期悬空，未使用输入端应接到明确的高电平。CMOS输入级采用MOS管栅极，栅极与沟道绝缘，静态输入电流极小，输入阻抗很高；但输入端悬空时容易受干扰或积累静电，逻辑状态不确定，甚至可能损坏器件，因此必须将未使用输入端接到规定的高电平或低电平。 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是晶体管—晶体管逻辑，利用双极型晶体管的导通、截止和饱和等状态表示不同的逻辑电平，并完成逻辑运算。典型TTL门电路包括输入级、倒相或分相级以及输出级，输入信号先控制输入级晶体管，再经中间级控制输出级晶体管，从而产生相应的高、低电平输出。以TTL与非门为例，只要有一个输入为低电平，输出级被控制为高电平；只有所有输入均为高电平时，输出才为低电平。TTL电路通常采用约5V电源，具有速度较快但功耗相对较大的特点。 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NMOS管和PMOS管互补构成的集成逻辑门电路，利用两类MOS管的互补导通实现逻辑运算。使用时应注意：①电源电压应按具体型号规定选取，不能超过允许范围，且电源极性不能接错；②CMOS器件对静电敏感，应使用防静电材料存放，避免放在易产生静电的泡沫塑料或普通塑料袋中；装配和调试时，电烙铁、仪表、工作台及操作人员应采取可靠的防静电接地措施；③所有输入端都不能悬空，未使用的输入端应接到确定的逻辑电平；与门、与非门的多余输入端接高电平，或门、或非门的多余输入端接低电平；④接线和拆装时应先断电，避免输入电压超过电源电压或低于地电位而损坏器件；⑤应注意电源去耦和输入信号的幅值，防止电源噪声及过大的输入电流影响正常工作。 【解析】CMOS集成门电路由NMOS和PMOS互补组成，具有功耗低、输入阻抗高和抗干扰能力较强等特点。其电源电压没有统一固定为10V，不同系列和型号的允许范围不同，必须依据器件手册确定。CMOS输入端不能悬空，否则会因高输入阻抗而受干扰、积累电荷，造成逻辑状态不确定或静电击穿。多余输入端应按逻辑功能接固定电平：与门、与非门接高电平，或门、或非门接低电平。同时应做好防静电、电源极性、输入电压范围、断电插拔和电源去耦等保护措施。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 什么是TTL集成门电路？使用时应注意什么问题？ 【答案】TTL集成门电路是晶体管—晶体管逻辑集成门电路，主要由双极型晶体管和电阻等元件组成，利用晶体管的导通、截止和饱和状态实现逻辑运算。使用时应注意：①标准TTL电路通常采用5V电源，允许工作范围一般为4.75～5.25V，应使用稳定的稳压电源，不能直接接12V等过高电压；②电源极性不能接反，接通电源时应避免电源过冲；③应在断电状态下插拔集成电路，防止瞬态冲击损坏器件；④输入端电压不得超过规定范围，通常不能直接与高于VCC或低于GND的低内阻信号源相连，必要时应采取限流、钳位或电平转换措施；⑤未使用的TTL输入端不宜悬空，应接到明确的逻辑电平，通常接高电平；⑥输出端不能直接与其他TTL输出端相连，以免发生逻辑冲突和过大的输出电流；⑦应注意负载电流和传输线影响，避免超出输出端的灌电流、拉电流能力。 【解析】TTL表示晶体管—晶体管逻辑，门电路的输入级、驱动级和输出级主要采用双极型晶体管，并配合电阻等元件实现逻辑功能。标准TTL系列通常采用5V电源，典型允许范围为4.75～5.25V，因此应使用稳压电源，不能用12V直接供电。使用时还应防止电源极性接反，断电后再插拔器件；输入端不能施加超出电源和地范围的电压，避免输入保护结构或晶体管击穿；未使用输入端应接明确电平，虽然TTL输入悬空通常等效为高电平，但悬空会降低抗干扰能力；多个输出端不能直接并联，否则可能造成输出冲突和过流。 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 $