图P63是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路

图P63是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路

[题6.3] 图P6.3是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路，试分析它的转换电平VT+、VT- 以及回差电压△VT与控制电压VCO的关系。

/

[解] 设反相器G1输入端电压为V1，则根据叠加定理得到

v I vI

R2//R3R1//R3R1//R2

VCO vO

R1 R2//R3R3 R1//R2R2 R1//R3

（1） 在vI升高过程中vO=0。当升至v vI VT ，I VTH时，

因而得到 图P6.3

VTH VT

R2//R3R1//R2

VCO

R1 R2//R3R3 R1//R2

R R2//R3R1//R2RRR

)1 VTH(1 1 1) 1VCO

R3 R1//R2R2//R3R3R2R3

VT (VTH VCO

（2） 在vI降低过程中v0 VDD。当v I VTH时，vI VT ，于是可得

VTH VT

R2//R3R1//R3R1//R2

VCO VDD

R1 R2//R3R3 R1//R2R2 R1//R3

R1//R3R R2//R3R1//R2RRR

VDD)1 VTH(1 1 1) 1VCO

R3 R1//R2R2 R1//R3R2//R3R3R2R3

R1R

VTH 1VDD（与VCO无关） R2R2

VT (VTH VCO

（3） VT VT VT 2

[题6.4] 在图6.2.3的施密特触发器电路中，若G1和G2为74LS系列与非门和反相器，他

们的阈值电压VTH=1.2V，R1=1KΩ,R2=2KΩ，二极管的导通压降VD=0.7V，试计算电路的正向阈值电压VT+、负向阈值电压VT-和回差电压△VT。 [解]

VT

R1 R21 2

VTH VD ( 1.1 0.7)V 2.35VR22

VT VTH 1.1V VT

R11

VTH VD ( 1.1 0.7)V 1.25VR22

[题6.5] 图P6.5是具有电平偏移二极管的施密特触发器电路，试分析它的工作原理，并画出

电压传输特性。G1、G2、G3均为TTL电路。

VO

图P63是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路

0 VI

THTH

图 P6.5 图A6.5

[解] 设门电路的阈值电压为VTH，二极管的导通压降为VD。则输入电压vI 0时，门G2输出高电平，vO 1、vO 0。

在vI升高的过程中，当vI VTH时，门G3输出低电平，使v0变成高电平而vO变为低电平，即vO=0、vO=1。所以VT+=VTH。

在vI降低过程中，当vI≤VTH-VD时，门G2的输出变为高电平，而此时门G3输出已经是高电平，所以门G1输出变为低电平，电路变为vO=1、v0=0的状态。因此电路的VT-=VTH-VD。电压传输特性如图A6.5。

[题6.6] 在图P6.6的整形电路中，试画出输出电压vO的波形。输入电压vI的波形如图中所示，假定它的低电平持续时间比R、C

vI

0 vv II

vO t

图P6.6

图A6.6 [解] 见图A6.6。图中的v I为反相器输入端的电压波形。

[题6.7] 能否用图P6.6中的电路作单稳态触发器使用？试说明理由。

[解] 由于反相器输入端电压（图A6.6中的v I）随vI脉冲的幅度变化和下降沿的好坏而改变，所以严格地讲，这不是一个单稳态触发器电路。只有在输入脉冲的幅度和下降沿不变的情况下，才可以产生固定宽度的输出脉冲。

[题6.10] 在图P6.9的微分型单稳态触发器电路中，若G1和G2为74系列TTL门电路，它

t

t

t

图P63是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路

们的VOH=3.2V，VOL=1.3V，R=0.3KΩ，C=0.01μF，试计算电路输出负脉冲的宽度。 [解] 由图A6.9可见，输出脉冲宽度等于v12从电容开始充电到降至VTH的一段时间。电容充电的回路如图A6.10所示。忽略门G2的输出电阻R0及门G1高电平输入电流，则充电回路可简化为R和C串联的简单回路。v12从VOH（电容开始充电瞬时的v12值）下降至VTH的时间（也就是输出脉冲的宽度）为

TW RCln

VOH3.2

0.3 103 0.01 10 6lns 2.7 s VTH1.3

图A6.10

[题6.13] 在图6.4.1所示的对称式多谐振荡器电路中，若RF1=RF2=1KΩ，C1=C2=0.1μF， G1和G2为74LS04（六反相器）中的两个反相器，G1和G2的VOH=3.4V，VTH=1.1V，VIK=-1.5V，R1=20KΩ，求电路的振荡频率。

[解] 根据式（6.4.5）可知，振荡周期为 T 2RECln

VE VIK

VE VTH

其中 RE

R1RF20 1

k 0.95k

R1 RF20 1

VE VOH

故得到

RF1

(VCC VOH VBE) 3.4V (5 3.4 0.7)V 3.44V

R1 RF20 1

3.44 1.5

1.42 10 4s

3.44 1.1

T 2 0.95 10 0.1 10振荡频率为 f

3 6

ln

1

7.04kHz T

[题6.14] 图P6.14是用CMOS反相器组成的对 式多谐振荡器。若RF1=RF2=10KΩ，C1=C2=0.01μF， RP1=RP2=33KΩ，试求电路的振荡频率，并画出v11、

图P63是用CMOS反相器接成的压控施密特触发器电路

图P6.14

[解] 在RP1、RP2足够大的条件下，反相器的输入端电流可以忽略不计。在电路参数对称的情况下，电容的充电时间和放电时间相等，据此画出的各点电压波形如图A6.14（a）所示。图A6.14（b）是电容充、放电的等效电路。由等效电路求得振荡周期为 T 2RFCln3 2 10 103 10 8 1.1s 2.2 10 4s 故得振荡频率为 f

v01、v12、v02各点的电压波形。

v 11

v

t 0

v

t

DD C1充电的 C2放电的 v02 等效电路 等效电路

0 t

[题6.15] 在图6.4.6非对称式多谐振荡器电路中，若G1、G2为CMOS反相器，RF=9.1KΩ，C=0.001μF，RP =100KΩ，VDD=5V，VTH=2.5V，试计算电路的振荡频率。 [解] 振荡频率为

f

1

4.55kHz

DD DD 111 50kHz 3 9T2.2RFC2.2 9.1 10 10

[题6.16] 如果将图6.4.6非对称式多谐振荡器中的G1和G2改用TTL反相器，并将RP短路，试画出电容C充、放电时的等效电路，并求出计算电路振荡频率的公式。

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