實(shí)驗(yàn)2門電路特性參數(shù)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)二門電路特性、參數(shù)測(cè)試說明：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，紅色標(biāo)注的部分為基本內(nèi)容，必須完成。其他內(nèi)容按照實(shí)驗(yàn)老師的要求做。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解數(shù)字集成電路外形結(jié)構(gòu)及外部引腳的排列規(guī)律。2.掌握邏輯門電路主要特性、參數(shù)的測(cè)試方法。3．學(xué)習(xí)查閱器件手冊(cè)。4．進(jìn)一步訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)箱及常用儀器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)資料1．TTL與非門74LS0074LS00為四個(gè)2輸入TTL與非門，為雙列直插14腳塑料封裝，外部引腳排列如圖2.1所示。它共有4個(gè)獨(dú)立的兩輸入端“與非”門，各個(gè)門的構(gòu)造和邏輯功能相同，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。VCC8k12017kR1141312111098ABVCC4k&&Y3k&&1.5kGND7123456圖2.174LS00引腳排列圖2.274LS00與非門內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)74LS00特性參數(shù)見表2-1、表2-2、表2-3。表2-1推薦工作條件參數(shù)最小標(biāo)稱最大單位VV4.7555.25CCI-400*8μAmAOHIOLT070℃A*負(fù)號(hào)表示電流由器件流出表2-2直流特性（0～70℃）參數(shù)測(cè)試條件最小典型最大單位V2VVIHV0.8ILVVIV=min,V=max,I=max2.73.4VOHOLCCILOHV=min,V=2V,I=max0.250.520VCCIHOLV=max,V=2.7VμAIHCCIHIV=max,V=0.4V-0.4*mAILCCILIV=max,輸入輸出懸空2.44.4mACCCC*負(fù)號(hào)表示電流由器件流出T1015PHL2．COMS與非門74HC0074HC00為四2輸入COMS與非門，外部引腳排列與74LS00相同（圖2.1）。它共有4個(gè)獨(dú)立的兩輸入端Vcc“與非”門，各個(gè)門的構(gòu)造和邏輯功L能相同，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。AB74HC00特性參數(shù)見表2-4、表2-5、表2-6。圖2.374HC00與非門內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)表2-4推薦工作條件參數(shù)最小標(biāo)稱最大單位VV26-4*4CCImAmAOHIOLT-4085℃A*負(fù)號(hào)表示電流由器件流出表2-5直流特性（－40～85℃，除非另有說明）參數(shù)測(cè)試條件Vcc典型值**保證值單位2.04.55.06.02.04.55.06.01.53.153.51.53.153.5VVIH4.24.20.30.9VVIL1.01.24.54.24.75.70.20.20.23.844.345.340.330.330.33V=VVIHIL5.06.04.55.06.0VVOHI=-4mAOHV=VIHVILOLI=4mAOLIV=VCC6.06.01.0μAμAIHIHIV=地-1.0*ILILICCVI=VCC或地，IO=06.020μA*負(fù)號(hào)表示電流由器件流出，**典型值在T＝25℃條件下測(cè)得□方框內(nèi)的數(shù)字是線性外推值表2-6開關(guān)特性參數(shù)測(cè)試條件V典型*最大單位2.046911323TPLHTPHLC=50pF4.56.0ns819CPD**205PFPFCIN每輸入端電容10*典型值在T＝25℃條件下測(cè)得**CPD為空載功率消耗電容，決定空載動(dòng)態(tài)功耗和空載電流功耗三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件設(shè)備：數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、電流表、示波器器件：74LS00(74HC00)一片（四個(gè)2輸入與非門）四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）TTL與非門測(cè)試1．驗(yàn)證TTL與非門邏輯功能(1)任意選擇其中一個(gè)與非門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將與非門的兩個(gè)輸入端分別接到兩個(gè)電平開關(guān)上，輸出端接到一個(gè)電平指示燈發(fā)光二極管上（電平指示燈接高電平時(shí)點(diǎn)亮），接通電源，操作電平開關(guān)，完成真值表——表2.7。(2)判斷功能是否正確，寫出邏輯表達(dá)式。表2.7與非門真值表輸入輸出ABY2．電壓傳輸特性測(cè)試按圖2.4連好線路。調(diào)節(jié)電位器，使V在0~3V之間變化，記錄相應(yīng)的輸入電壓V和II輸入電壓V的值并填入表2.8，并在圖2.5的坐標(biāo)系中畫出電壓傳輸特性。OV(+5V)CC200VO&4.7kViVO0VI圖2.4電壓傳輸特性測(cè)試電路圖2.5電壓傳輸特性表2.8與非門輸入、輸出電平關(guān)系數(shù)據(jù)表VI(V)00.30.60.91.01.11.21.31.62.02.53.0VO(V)3．直流參數(shù)的測(cè)試(1)輸出高電平Ｖ的測(cè)試OH測(cè)試電路如圖2.6所示。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電位器使電流表讀數(shù)為400μA，用萬用表測(cè)量輸出端帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓V；斷開開關(guān)，用萬用表測(cè)量輸出端負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓OHV′OH，將數(shù)據(jù)填入表2.9V(+5V)CC&VOH4701k+mA-+-mA4.7k5.1k&VOL圖2.6Ｖ的測(cè)試電路OH圖2.7Ｖ的測(cè)試電路OL(2)輸出的測(cè)試低電平ＶOL測(cè)試電路如圖2.7。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電位器使電流表讀數(shù)為8mA，用萬用表測(cè)量輸出端帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓V；斷開開關(guān)，用萬用表測(cè)量輸出端負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓V′，將OLOL數(shù)據(jù)填入表2.9中。表2.9V、Ｖ測(cè)試結(jié)果OHOL參數(shù)IOH實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)-400μAVOHV′OHIOLVOLV′OL8mA(3)高電平輸測(cè)試電路如圖2.8所示流I，并用萬用表測(cè)入電流ＩIH。連接電路，通電后讀出電流表的讀數(shù)即為負(fù)載門高電平輸入電量此時(shí)負(fù)載門輸入高電平的電壓V，將數(shù)據(jù)填入表2.10中。IHIH+5V&IIH+-&&I&IL-+mAmAVIHVIL圖2.8Ｉ測(cè)試電路IH圖2.9I測(cè)試電路IL(4)低電平輸入電流IIL測(cè)試電路如圖2.9所示。連接電路，通電后讀出電流表的讀數(shù)即為負(fù)載門低電平輸入電流IIL，并用萬用表測(cè)量此時(shí)負(fù)載門輸入低電平的電壓V，將數(shù)據(jù)填入表2.10中。IL表2.10Ｉ、I測(cè)試結(jié)果IHIL參數(shù)IIHVIHIILVIL實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)4．輸入端負(fù)載特性測(cè)試（※）測(cè)試電路如圖2.10所示。用萬用表測(cè)試，將V和V隨RI變化的值填入表2.11中。（注IO意：每次測(cè)量電阻R的值時(shí)，須將R中間活動(dòng)頭和門的輸入端斷開）。IW表2.11輸入負(fù)載特性測(cè)試結(jié)果100300RI1K4.7K5.1K6.1K10KVIVOV(+5V)CC&R10kRWIVOVi圖2.10輸入端負(fù)載特性測(cè)試電路5．“封鎖”門電路實(shí)驗(yàn)(1)將與非門的一個(gè)輸入端接到電平開關(guān)上，另一個(gè)輸入端接到連續(xù)脈沖信號(hào)源上。信號(hào)源頻率調(diào)至約2kHz。電平開關(guān)置“1”，用雙蹤示波器（輸入耦合方式置于“DC”檔位），同時(shí)觀察門的輸入VI和輸出VO波形；電平開關(guān)置“0”，再次觀察輸入V和輸出V波形。畫出兩種情況下輸入IV和輸出VO波IO形。(2)用3個(gè)兩輸入端與非門接成一個(gè)兩輸入端的或門，做或門封鎖實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方法自擬。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（1）熟悉TTL與非門電路（74LS00）各參數(shù)的測(cè)量原理、測(cè)量方法及測(cè)量步驟；（2）完成實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告，包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)設(shè)備、布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟、測(cè)試電路、原始數(shù)據(jù)記錄表格及圖形。2．實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理（1）根據(jù)布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)中的各項(xiàng)測(cè)試任務(wù)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)中的各種現(xiàn)象并加以分析。（2）在數(shù)據(jù)記錄表格及圖形中記錄實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。（3）根據(jù)與非門輸入負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系上（R為橫軸，V、V為縱軸）IIo描繪輸入端負(fù)載特性曲線。從曲線上確定：TTL與非門的輸入端對(duì)地串接電阻，能使門輸出高電平時(shí)，這個(gè)電阻的上限值（可以稱作關(guān)門電阻R）；能使門輸出低電平時(shí)，這個(gè)電阻的下限值（可以稱作開OFF門電阻R）ON3．思考題（1）V、V的稱名及含義；簡(jiǎn)述I、I的稱名、含義及方向。OHOLIHIL（2）測(cè)試V時(shí)，開關(guān)閉合與開關(guān)斷開時(shí)V的數(shù)值是否相同？V在開關(guān)閉合時(shí)大還OH是開關(guān)斷開時(shí)大？為什么？OHOH（3）測(cè)試V時(shí)，開關(guān)閉合與開關(guān)斷開時(shí)V的數(shù)值是否相同？V在開關(guān)閉合時(shí)大還OL是開關(guān)斷開時(shí)大？為什么？OLOL（4）舉例說明門被“封鎖”的概念。（5）由實(shí)驗(yàn)資料計(jì)算74LS00與非門的噪聲容限V和V。NLNH（6）集成邏輯門電路在使用中，其多余端應(yīng)如何處理？對(duì)于TTL門電路，其多余端輸入端懸空時(shí)的電平為高電平還是低電平？COMS門電路多余輸入端是否可以懸空？（7）COMS和TTL兩種電路相互連接時(shí)，兩者的電平和電流應(yīng)滿足什么條件？4．實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)及主要經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

實(shí)驗(yàn)二：TTL門電路參數(shù)測(cè)試1．驗(yàn)證TTL與非門邏輯功能V(+5V)CC200輸入輸出VO2．電ABY壓傳輸特4.7k性測(cè)試&ViVO0VIVI(V)00.30.60.91.01.11.21.31.62.02.53.0VO(V)