实验十四TTLCMOS门电路参数及逻辑特性的测试Word下载.docx
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(2)输入高电平电流Iih:
与非门某输入端接Me(5V),其他输入端悬空或接VCC时,流入该输入端的电流。
TTL与非门特性如图2所示:
(3)开门电平Vn
使输出端维持低电平Vol所需的最小输入高电平,通常以V=0.4V时的Vi定义。
(4)关门电平V)ff:
使输出端保持高电平Voh所允许的最大输入低电平,通常以Vo=0.9Voh时的Vi定义。
阀值电平VT:
Vt=(Voff+V0n)/2
(5)开门电阻F0n:
某输入端对地接入电阻(其他悬空),使输出端维持低电平(通常以VO=0.4V)所需的最小电阻值。
(6)关门电阻Riff:
某输入端对地接入电阻(其他悬空),使输出端保持高电平VOh(通常以V=0.9Voh所允许的最大电阻值)。
TTL与非门输入端的电阻负载特性曲线如图3所示。
(7)输出低电平负载电流Iol:
输出保持低电平血0.4V时允许的最大灌流(如图4);
(8)输出高电平负载电流IOH:
输出保持高电平
VO=0.9Voh时允许的最大拉流;
(9)平均传输延迟时间tpd:
1开通延迟时间t0FF:
输入正跳变上升到1.5V相对输出负跳变下降到1.5V的时间间隔;
2关闭延迟时间t0N:
输入负跳变上升到1.5V相对输出正跳变下降到1.5V的时间间隔;
3平均传输延迟时间:
开通延迟时间与关闭延迟时间的算术平均值。
tpd=(tON+toff)/2
TTL与非门平均传输延迟时间示意图如图6所
示。
2、TTL与非门的电压传输特性:
TTL与非门的电压传输特性是描述输出电压
Vo随输入电压Vi变化的曲线,如图7所示。
从Vi〜Vo曲线中,形象地显示出VohVol,VonVoff,Vt之间的关系。
(二)CMOS1电路:
COM门电路是另一类常用的标准数字集成电路,其输入、输出结构均采用单极型三极管结构,凡COM电路特性均具有CMO门电路形同的特性。
C4011是CMO二输入端四与非门。
下图是内部电路原理图和管脚排列图。
1、CMO门电路的主要参数:
(1)由于CMO$1电路输入端具有保护电路和输入缓冲,而输入缓冲为CMO反相器,为电压控制器件,故当输入信号介于0~Vdd时,li=0;
多余输入端不允许悬空;
(2)输出低电平lol:
使输出保持电平Vo=0.05V时允许的最大灌流;
(3)输出高电平负载电流loh:
使输出保持高电平Vo=0.9Voh时的最大拉流;
(4)平均传输延迟时间Ty:
同TTI门电路定义。
2、CMO门电路的电压传输特性
3、与非门的逻辑特性
输入有低,输出就高;
输入全高,输出就低。
(三)TTL电路与CMO电路的接口设计:
(图见书上)
Voh(min)>
=V1h(min)
Vol(max)v=Vil(max)
Ion(max)>
=nlih(max)lol(max)v=mlil(max)
三、实验仪器
示波器,函数信号发生器,“四位半”数字多用表,多功能电路实验箱
四、实验内容
1、TTL、CMO与非门主要参数的测量
(1)IIS、V^H、IIH、V^L:
实验电路如图,将输入端2串接电流表“A”到地,此时电流表指示值为I-。
电压表指示值为V>
h。
实验电路如图13所示,将输入端2串接电流表“A”到电源,此时电流表指示值为IIH,
电压表指示值为V(测量VOh时应接模拟负载电阻2K,测量仏时应接入模拟灌流电阻390欧姆)。
(2)TTL、CMO与非门灌流负载能力测试:
实验电路如图13所示。
电流表量程置
200mA将Rw组建缩小,当输出电压上升到0.4v
(CMO)为0.5V时,电流表测量值为Iol。
(3)TTL、CMO与非门拉流负载能力测试
实验电路如图14所示。
电流表量程20mA将Rw组建缩小,当输出电压下降到0.9Voh时,电流表测量值为I%
|2TTLjm测试SB®
13TTliJit/戟能力测童图图M丁几拉丘
(4)TTL、CMOS与非门平均传输延迟时间的测
量:
测量电路如图15所示。
三个与非门首尾相
接便构成环形振荡器,用示波器观测输出震荡波
形,并测出振荡周期T,计算出平均传输延迟时
间Ty=T/6.
v°
(a)TIL平均怯输时间测鬣图
(5)将上述测量参数填入表一表一TTL参数
参数
IIS
|ih
V^H
V
|OH
IOL
tpd
TTL
0.95
34mA
9.94
2uA
3.45
6V
0.18
37V
7.75
ns
CMOS
10.4
43V
0V
74.2
5ns
2、TTL与非门传输特性的测量
测量如图16所示。
输入正弦波信号Vi
(f=200Hz,Vip-p:
0-5V)示波器置X-Y扫描。
观测并画出与非门电压性曲线,用示波器测量VOHVOL
3、CMO与非门电压传输特性的测量
按上述方法,观测并画出CMOSf非门电压传输特性曲线,并用示波器测量VOHVOl,VTo
4、将TTL、CMOSW量参数填入表二:
表二TTL、CMO电压传输特性曲线参数
器件
TTL器件
CMOS器
件
VOH
Vol
VON
Voff
测量
4.02
20mV
1.37
675m
4.9V
2.42
值
5V
5、观测CM0$1电路带TTL门电路(当电源电压均为5V时)的情况:
(1)当CMO输出带一个TTL门时;
当CMOS门输入端分别为高电平(5v)或低电平(0V)时,测量CMO与非门输出端电平。
(2)当CMO输出带四个TTL门(四个TTL门输入并接)时如图仃所示;
在CMO输入端分别输入高电平(5v)或低电平(0V)时,测量CMOS与非门输出端的相应电平。
6、将测量数据填入表三
表三接口电路测量参数
CMOS带个TTL
>
CMO带4个
汀TL
Vo
Vc
)
Vl
4.95
3V
62.1
9mV
5.01
7V
59.8
1mV
245.
3.86
8V
1.13
2V
3.85
7、观测TTL门电路带CMOST电路(当电源电压分别为5V,12V)的情况
测量电路如图18,在A端加入TTL信号(f=10KHz)用示波器观察记录ABD点的波形,
试说明此电路有何问题?
试在BC之间利用三极
管设计一接口电路(9011三极管参数:
卩=100,lcm=30mA使输出D的波形与输入A反相。
电路设计:
反相电路设计如下图:
(注意串接大小为10K的电阻
&
若要D与A相同,最简电路应如何设计实验图像:
(A,B点的)
设计电路:
同相波形:
实验总结:
通过此次实验,我从中复习数字电路中关于TTL、CMO的相关知识。
此次实验的实验原理都比较简单,属于验证性实验,但需要验证的内容比较多,且我的操作不是很熟练,所以做起来操作时间长,但是总的来说过程还是比较顺利的。
我在连接1个CMO带4个TTL时,四个TTL并联一开始没接好,导致测得数据错误,后经自己检查发现了问题,电路没能一次性接好说明我的连接电路能力还有待提高。
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- 实验 十四 TTLCMOS 门电路 参数 逻辑 特性 测试
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