實(shí)驗(yàn)三集成邏輯門電路的功能與參數(shù)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)三集成邏輯門電路的功能與參數(shù)測(cè)試22025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試熟悉基本邏輯門電路得功能、外部電氣特性與邏輯功能得特殊用途熟悉TTL與非門與MOS或非門得封裝及管腳功能掌握主要參數(shù)與靜態(tài)特性得測(cè)試方法,加深對(duì)各參數(shù)意義得理解進(jìn)一步建立信號(hào)傳輸有時(shí)間延時(shí)得概念進(jìn)一步熟悉示波器、函數(shù)發(fā)生器等儀器得使用32025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)字示波器RIGOLDS1062E-EDU 1臺(tái)三用表 1只低頻信號(hào)發(fā)生器YB1638 1臺(tái)邏揖電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)實(shí)驗(yàn)材料(在實(shí)驗(yàn)箱上)兩輸入與非門74LS00 1片兩輸入或非門CD4001 1片電阻4、7KΩ電位器 1只100Ω/1KW 1只42025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試驗(yàn)證集成電路74LS00“與非”門得邏輯功能驗(yàn)證集成電路CD4001“或非”門得邏輯功能測(cè)量集成電路74LS00邏輯門得傳輸延遲時(shí)間tpd測(cè)量集成電路CD4001邏輯門得傳輸延遲時(shí)間tpd測(cè)量集成電路74LS00傳輸特性與開關(guān)門電平VON與VOFF52025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試數(shù)字集成電路得基本參數(shù):62025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試扇出系數(shù)就是數(shù)字邏輯器件用來衡量其輸出負(fù)載能力得一個(gè)參數(shù),表征器件得額定輸出能力。邏輯器件就是二值量化器件,其輸出負(fù)載能力可折算成驅(qū)動(dòng)多少個(gè)同類型邏輯門得數(shù)目。在額定輸出電壓范圍內(nèi),器件能帶動(dòng)得同型號(hào)門得數(shù)目稱為扇出系數(shù)。74LS00與非門輸入電路輸入A與B為高電平時(shí),T1截止,驅(qū)動(dòng)電流很小輸入A或B為低電平時(shí),T1導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)電流較大72025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試TTL得扇出驅(qū)動(dòng)只要測(cè)量輸出端為額定低電平時(shí),輸出端能吸收多少電流。一般在輸出端電壓達(dá)到最大允許值(≤

0、4V)時(shí)測(cè)量這個(gè)電流,它也稱作最大灌入電流IoLmax。將這個(gè)電流與低電平輸入電流IiL

相除即可獲得TTL得扇出系數(shù)No

:No=IoLmax∕IiL最大灌電流IoLmax測(cè)量:將輸入端A,B懸空或接高電平,調(diào)節(jié)W使電壓表讀數(shù)為0、4V時(shí),電流表上讀數(shù)即就是IoLmax;也可通過公式IoLmax=(VCC?0、4)∕(R+RW

)計(jì)算然后代入上面得公式計(jì)算扇出系數(shù)NoA,B就是高電位,F輸出低電位(≤

0、4V時(shí)低電位臨點(diǎn)

)82025/5/1基本開關(guān)電路邏輯電平VCC/VVOH/VVOL/VVIH/VVIL/V說明TTL5、0≥2、4≤0、4≥2、0≤0、8輸入腳懸空時(shí)默認(rèn)為高電平LVTTL3、3≥2、4≤0、4≥2、0≤0、8LVTTL2、5≥2、0≤0、2≥1、7≤0、7S5、0≥4、45≤0、5≥3、5≤1、5輸入阻抗非常之大LVS3、3≥3、2≤0、1≥2、0V≤0、7LVS2、5≥2、0≤0、1≥1、7≤0、7RS232±12~15?3~?153~15?3~?153~15負(fù)邏輯本課程使用得芯片電平主要就是TTL與S92025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試輸出高電平VoH就是指當(dāng)輸出端為高電平時(shí)得電壓,一般大于2、4V,它可衡量輸出端高電平負(fù)載特性74LS00得VoH就是指在輸入端接地或低電平時(shí),輸出端為高電平并輸出400μA電流時(shí)測(cè)量得輸出電平10大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了,稍作休息大家有疑問得,可以詢問與交流112025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試輸出低電平VoL就是指當(dāng)輸出端為低電平時(shí)得輸出電壓,一般小于0、4V,可衡量輸出端低電平負(fù)載特性74LS00得VoL就是指在輸入端接高電平時(shí),輸出端為低電平并灌入4mA電流時(shí)測(cè)量得輸出電平122025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試電壓傳輸特性就是指輸出電壓隨輸入電壓而變化得關(guān)系特性。它可以充分顯示出門輸入輸出得邏輯特征,可以反應(yīng)出二值量化及門開關(guān)躍遷就是一個(gè)連續(xù)過渡得過程。74LS00得電壓傳輸特性曲線如右圖,圖中標(biāo)有四個(gè)開關(guān)參數(shù)輸出高電平VoH輸出低電平VoL開門電平VON關(guān)門電平VOFF

iinputooutputnnoisessourceHHighLLow132025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試關(guān)門電平VOFF指使輸出電壓剛好達(dá)到輸出轉(zhuǎn)折至額定電平值時(shí)得最高輸入低電平電壓74LS00得VOFF就是當(dāng)輸入電壓由零逐漸上升、輸出電壓逐漸下降,當(dāng)輸出電壓剛好降到額定最低高電平2、4V時(shí)得最高輸入低電平電壓。Voff:Vout=2、4時(shí)得Vi得電壓值iinputooutputnnoisessourceHHighLLow142025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試開門電平VON指使輸出電壓剛好達(dá)到輸出轉(zhuǎn)折躍遷至另一狀態(tài)額定電平值時(shí)得最低輸入高電平電壓在74LS00中就是當(dāng)輸入電壓由VOFF繼續(xù)上升,輸出電壓急劇下降,當(dāng)輸出電壓剛好降到額定低電平0、4V時(shí)得最低輸入高電平電壓稱VON

Von:Vout=0、4時(shí)得Vi得電壓值iinputooutputnnoisessourceHHighLLow152025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試噪音容限就是指加到正常輸入值上、且不會(huì)在電路得輸出產(chǎn)生不可預(yù)料變化得最大外部噪音電壓。設(shè)額定輸入高電平值為VsH,額定輸入低電平值為VsL,則低電平電平噪聲容限VnL=VOFF－VsL

=VOFF－0、4(VOL≤0、4)高電平電平噪聲容限VnH=VsH－VON=2、4－VON(VOH≥2、4)162025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試傳輸時(shí)間就是一個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù),就是晶體管PN節(jié)電容、分布寄生電容、負(fù)載電容等充放電時(shí)間引起得輸出信號(hào)滯后于輸入信號(hào)一定時(shí)間得參數(shù)平均傳輸時(shí)間tpd由兩部分構(gòu)成從高電平躍遷到低電平滯后時(shí)間tPHL從低電平躍遷到高電平滯后時(shí)間tPLH172025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試平均延遲時(shí)間一般把電壓得最大與最小值得中間50％點(diǎn)作為時(shí)間參考點(diǎn),測(cè)出tPHL

與tPLH后求其平均值:tpd＝

(tPHL＋tPLH)／2為提高測(cè)量精度,采用環(huán)形振蕩器測(cè)量傳輸延遲時(shí)間:假設(shè)每個(gè)與非門延遲時(shí)間相同,則振蕩器周期T＝6tpd一個(gè)邏輯門得延遲時(shí)間為T/6182025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試低電平輸入電流IiL指輸入端接地時(shí)流過此輸入端得電流,也稱為輸入短路電流,可衡量低電平輸入電阻特性在74LS00中就是指一個(gè)輸入端接地,另一個(gè)輸入端懸空時(shí)輸入端流出得電流192025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試高電平輸入電流IiH指輸入端接高電平時(shí)流過此輸入端得電流,可衡量高電平輸入電阻特性在74LS00中就是指一個(gè)輸入端高電平,另一個(gè)輸入端懸空時(shí)流入輸入端得電流202025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試空載導(dǎo)通功耗PON就是指輸出端為低電平且不接負(fù)載時(shí)得器件功耗,用于衡量器件輸出導(dǎo)通時(shí)得器件功耗在74LS00中就是指輸入端均接高電平時(shí),輸出端為低電平且不接負(fù)載時(shí)得器件功耗212025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試空載截止功耗POFF就是指輸出端為高電平且不接負(fù)載時(shí)得器件功耗,用于衡量器件輸出截止時(shí)得器件功耗在74LS00中就是指輸入端均接低電平時(shí),輸出端為高電平且不接負(fù)載時(shí)得器件功耗222025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試驗(yàn)證集成電路74LS00“與非”門得邏輯功能驗(yàn)證集成電路CD4001“或非”門得邏輯功能測(cè)量集成電路74LS00邏輯門得傳輸延遲時(shí)間tpd測(cè)量集成電路CD4001邏輯門得傳輸延遲時(shí)間tpd測(cè)量集成電路74LS00傳輸特性與開關(guān)門電平VON與VOFF232025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試將芯片插入實(shí)驗(yàn)箱得IC插座中,注意芯片得方向按右圖連接電路,VCC接電壓5V,地端接地線高低電平通過S14/S15/S16/S17撥位開關(guān)產(chǎn)生,以真值表順序遍歷輸入A,B所有組合,測(cè)量A,B及輸出F電壓并記入右表VB(V)VA(V)VF(V)242025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試將芯片插入實(shí)驗(yàn)箱得IC插座中按右圖連接電路,VCC接直流5V電壓,地端接地線高低電平通過S14/S15/S16/S17撥位開關(guān)產(chǎn)生,以真值表順序遍歷輸入A,B所有組合,測(cè)量輸入端A,B及輸出端F電壓值,記錄右表重復(fù)步驟3~4,測(cè)量其她3個(gè)門得邏輯關(guān)系并判斷門得好壞VB(V)VA(V)VF(V)252025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試將芯片插入實(shí)驗(yàn)箱得IC插座,注意芯片方向按圖連接電路,VCC接5V電源,地端接地線將示波器接到振蕩器得任何一個(gè)輸入或輸出端調(diào)節(jié)頻率旋鈕,測(cè)量Vo得波形,讀出周期T并計(jì)算傳輸延遲時(shí)間接線要點(diǎn):74LS00每個(gè)與非門得其中一個(gè)引腳接高,其它引腳串聯(lián)。262025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試將芯片插入實(shí)驗(yàn)箱得IC插座,注意芯片方向按圖連接電路,VCC接5V電源,地端接地線將示波器接入到振蕩器得輸入或輸出端調(diào)節(jié)頻率旋鈕,測(cè)量Vo得波形,讀出周期T并計(jì)算傳輸延遲時(shí)間接線要點(diǎn):CD4001每個(gè)或非門得其中一個(gè)引腳接地,其它引腳串聯(lián)即可。272025/5/1集成邏輯門電路得功能及參數(shù)測(cè)試將芯片插入實(shí)驗(yàn)箱得IC插座按圖連接電路(見下頁)將直流電表