第19卷 集成门电路——TTL与CMOS 湖南省（对口招生）《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 集成门电路——TTL与CMOS 单元过关卷 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。 2. 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。 3. 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. 放大区 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。 4. TTL逻辑门电路的输入端并联使用时，如果未考虑负载效应，可能出现的情况是（ ） A. 输入端电压降低 B. 输入端电压升高 C. 输入阻抗降低 D. 输入电流增加 【答案】C 【解析】多个TTL门电路的输入端并联使用时，由于负载效应，每个门的输入阻抗都会降低，影响电路的正常工作。 5. 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。 6. 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。 7. 以下哪项措施不是在使用CMOS逻辑门电路时需要考虑的（ ） A. 输入信号的幅度 B. 工作温度范围 C. 电源电压的稳定性 D. 输出信号的延迟时间 【答案】A 【解析】CMOS逻辑门电路对输入信号的幅度要求不高，因此输入信号的幅度不是使用CMOS逻辑门电路时需要考虑的因素。 8. CMOS逻辑门电路的最大优点是（ ） A. 高速度 B. 低功耗 C. 高噪声容限 D. 低成本 【答案】B 【解析】CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑门电路的最大优点是低功耗。CMOS电路在静态时几乎不消耗电流，因此非常适合低功耗应用。 9. 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正逻辑中，输入端通过低阻值510Ω电阻接地，可获得可靠低电平，故相当于逻辑0，选D。 10. 在如图所示的TTL门电路中，输出为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 11. 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。 12. TTL和CMOS集成电路相比较（ ） A. TTL功耗大、CMOS功耗小 B. TTL功耗小、CMOS功耗大 C. TTL电源电压允许波动范围宽 D. CMOS集成电路所有多余端都应接地 【答案】A 【解析】TTL静态功耗较大，CMOS静态功耗很小，因此选A。 13. 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。 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. 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、低电平外，还具有输出端与电路断开、呈高阻抗的高阻态，故选C。 16. 判断 TTL 集成门电路引脚编号时，正确的操作是（ ）​ A. 面对芯片文字面，凹槽标志置于右方，顺时针计数​ B. 面对芯片文字面，凹槽标志置于左方，逆时针计数​ C. 背对芯片文字面，凹槽标志置于左方，顺时针计数​ D. 背对芯片文字面，凹槽标志置于右方，逆时针计数 【答案】B 【解析】面对芯片文字面，将凹槽置于左方，按逆时针方向依次编号，故选B。 17. 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。 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集成电路的标准电源电压为，不是，因此错误的是D。 19. TTL 集成与非门电路中不使用的多余输入端应（ ） A. 悬空 B. 接固定的高电平 C. 直接接地 D. 接电源负极 【答案】B 【解析】TTL与非门多余输入端应接固定高电平，使其逻辑状态稳定，避免悬空受干扰，故选B。 20. CMOS数字集成电路的电源电压一般为（ ） A. 5V B. 10V C. 15V D. 20V 【答案】B 【解析】CMOS数字集成电路通常采用较高电源电压，典型值为，故选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 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】或非门RS触发器中，时两门均保持原输出，触发器维持原状态，并非不定；才是不允许状态。 22. 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与非门输入端接高电平相当于逻辑“1”，不改变与运算结果，故多余输入端可接高电平，判断正确。 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】TTL集成门电路采用晶体管—晶体管逻辑，标准工作电源电压为，因此题干说法正确。 25. TTL集成电路的电源电压一般为12V。（ ） 【答案】错误 【解析】TTL集成电路的标准电源电压一般为5V，而非12V，因此题干表述错误。 26. 74LS00的电源电压在5~18V均能正常工作。（ ） 【答案】错误 【解析】74LS00属于TTL器件，额定电源电压为5V，通常工作范围约为4.75～5.25V，不能在5～18V范围内正常工作，故错误。 27. 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。 28. 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】错误 【解析】CMOS多余输入端不能悬空；与门、与非门接高电平，或门、或非门接低电平。题干将或门接线说反，故错误。 29. TTL集成门电路的输入端悬空时，通常可视为高电平输入。（ ） 【答案】正确 【解析】TTL输入端悬空时，内部电路通常使其处于高电平状态，但实际使用中不宜长期悬空。 30. CMOS传输门只能传输数字信号，不能用于模拟信号的传输。（ ） 【答案】错误 【解析】CMOS传输门导通时可双向传输信号，既能传输数字信号，也能传输一定范围内的模拟信号。 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输入级采用三极管结构，悬空输入等效为高电平，低电平时需吸收一定电流；CMOS输入级采用MOS栅极，输入电流近零但不可悬空，必须接或GND。 32. 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，是指三极管-三极管逻辑门电路，它的输入输出端都是由三极管组成的。使用TTL集成门电路应注意的事项： ①TTL集成门电路的功耗较大，且电源电压必须保证在4.75～5.25V范围内才能正常工作，为避免电池电压下降影响电路正常工作，建议使用稳压电源供电。②在电源接通的情况下，不可插拔集成电路，以避免电流冲击造成永久损坏。③TTL电路的电源的正负极性不允许接错，否则可能造成器件的损坏。④TTL电路的输入端不能直接与高于+5.5V或低于-0.5V的低内阻电源连接，否则可能会损坏器件。⑤TTL电路的输出端不允许与正电源或地端短路，必须通过电阻与正电源或地端连接。 【解析】TTL是三极管—三极管逻辑门电路，输入、输出级均采用三极管。使用时应采用稳压电源，严禁反接、带电插拔；输入电压不得超出，输出端不得直接短接电源或地。 33. 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门电路以晶体管为核心，利用其导通与截止状态表示逻辑“1”和“0”，对输入信号进行逻辑运算并输出相应结果。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某控制电路采用5 V电源，前级使用74LS00与非门，后级原计划连接8个74LS04反相器输入端。已知74LS00输出端低电平最大灌电流为8 mA，输出端高电平最大供电流为0.4 mA；74LS04每个输入端低电平最大输入电流为0.4 mA，高电平最大输入电流为20 μA。另有一条信号需要传输0～5 V的模拟电压，设计人员拟采用CMOS传输门实现控制接通。（1）分别计算8个74LS04输入端在低电平和高电平时的总输入电流，并计算74LS00输出端在低电平和高电平时的最大扇出，判断连接8个负载是否满足电流要求。（2）若将74LS00的输出直接连接到5 V供电的74HC04输入端，已知74LS00输出高电平最小电压为2.7 V，74HC04输入高电平门限电压最小要求为3.15 V，判断该连接是否可靠，并说明理由。（3）为提高电路工作的可靠性，提出一种TTL与CMOS逻辑电平接口的改进方案；同时说明CMOS传输门传输模拟电压时的基本工作特点。 【答案】（1）低电平总输入电流为 ，即3.2 mA；高电平总输入电流为 ，即160 μA或0.16 mA。低电平最大扇出为 ，结果为20；高电平最大扇出为 ，结果为20。连接8个负载时，两种电平的电流均未超过输出能力，满足要求。（2）连接不可靠。74LS00输出高电平最低为2.7 V，低于74HC04要求的3.15 V，可能无法被74HC04可靠识别为高电平。（3）可在两者之间增加74HCT系列缓冲器，或采用专用电平转换电路。CMOS传输门由互补控制的NMOS管和PMOS管构成，具有双向传输特性，适合在控制信号作用下接通或断开模拟信号。 【解析】（1）先用负载数乘以单个输入电流求总电流，再用输出能力除以单个输入电流求扇出，8小于最大扇出20，因此连接成立。（2）输入门限高于前级保证值，电平裕量不足。（3）HCT器件具有与TTL兼容的输入电平；传输门利用互补场效应管传递双向模拟信号。 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 $ 湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 集成门电路——TTL与CMOS 单元过关卷 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 2. 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 3. 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. 放大区 C. 线性区 D. 转换区 4. TTL逻辑门电路的输入端并联使用时，如果未考虑负载效应，可能出现的情况是（ ） A. 输入端电压降低 B. 输入端电压升高 C. 输入阻抗降低 D. 输入电流增加 5. 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 6. 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 7. 以下哪项措施不是在使用CMOS逻辑门电路时需要考虑的（ ） A. 输入信号的幅度 B. 工作温度范围 C. 电源电压的稳定性 D. 输出信号的延迟时间 8. CMOS逻辑门电路的最大优点是（ ） A. 高速度 B. 低功耗 C. 高噪声容限 D. 低成本 9. 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 10. 在如图所示的TTL门电路中，输出为（ ） A. B. C. D. 11. 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 12. TTL和CMOS集成电路相比较（ ） A. TTL功耗大、CMOS功耗小 B. TTL功耗小、CMOS功耗大 C. TTL电源电压允许波动范围宽 D. CMOS集成电路所有多余端都应接地 13. 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 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. 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. 判断 TTL 集成门电路引脚编号时，正确的操作是（ ）​ A. 面对芯片文字面，凹槽标志置于右方，顺时针计数​ B. 面对芯片文字面，凹槽标志置于左方，逆时针计数​ C. 背对芯片文字面，凹槽标志置于左方，顺时针计数​ D. 背对芯片文字面，凹槽标志置于右方，逆时针计数 17. 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 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. TTL 集成与非门电路中不使用的多余输入端应（ ） A. 悬空 B. 接固定的高电平 C. 直接接地 D. 接电源负极 20. CMOS数字集成电路的电源电压一般为（ ） A. 5V B. 10V C. 15V D. 20V 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 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。（ ） 22. 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。（ ） 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. 74LS00的电源电压在5~18V均能正常工作。（ ） 27. 反相器的作用与数字电路中的非门是相同的。（ ） 28. 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。（ ） 29. TTL集成门电路的输入端悬空时，通常可视为高电平输入。（ ） 30. CMOS传输门只能传输数字信号，不能用于模拟信号的传输。（ ） 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. 什么是TTL集成门电路？使用时应注意什么问题？ 33. TTL门电路的基本原理. 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某控制电路采用5 V电源，前级使用74LS00与非门，后级原计划连接8个74LS04反相器输入端。已知74LS00输出端低电平最大灌电流为8 mA，输出端高电平最大供电流为0.4 mA；74LS04每个输入端低电平最大输入电流为0.4 mA，高电平最大输入电流为20 μA。另有一条信号需要传输0～5 V的模拟电压，设计人员拟采用CMOS传输门实现控制接通。（1）分别计算8个74LS04输入端在低电平和高电平时的总输入电流，并计算74LS00输出端在低电平和高电平时的最大扇出，判断连接8个负载是否满足电流要求。（2）若将74LS00的输出直接连接到5 V供电的74HC04输入端，已知74LS00输出高电平最小电压为2.7 V，74HC04输入高电平门限电压最小要求为3.15 V，判断该连接是否可靠，并说明理由。（3）为提高电路工作的可靠性，提出一种TTL与CMOS逻辑电平接口的改进方案；同时说明CMOS传输门传输模拟电压时的基本工作特点。 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 $