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实验一 TTL与非门参数测试
一.实验目的
1.熟悉TTL与非门的外形和管脚排列。 2.掌握TTL与非门逻辑功能的测试方法。
3.掌握TTL与非门主要参数的测试方法,加深理解TTL与非门参数及其物理意义。 4.初步熟悉\多功能电子电路调试器\的使用方法。
二．实验设备与器材
1.二踪示波器
2.晶体管直流稳压电源 3电子电路调试器 4.万用表
5.主要器材:74LS20、74LSOO、电位器、电阻等.
三．实验原理
实验使用的TTL集成门74LS20是一块由两个4输入端与非门组成的小规模集成电路,其逻辑表达式为Y=ABCD。它具有14个外引管脚,当芯片的缺口朝左方时,芯片的左上方为14号脚,接电源Vcc(所有TTL集成电路使用的电源电压均为Vcc=+5V),右下方7号脚GND接OV。多数芯片的电源引脚是对角线分布的。芯片的外引管脚排列规则,通常是左下方是1号脚,按逆时针方向递增排列。
TTL与非门的主要参数:
1.低电平输出电源电流IccL和高电平输出电源电流IccH
与非门处在不同的工作状态,电源提供的电流是不同的。低电平输出电源电流IccL是指:所有输入端悬空,输出端空载时,电源提供器件的电流。高电平输出电源电流IccH则是指:每个门各有一个以上的输入端接地,输出端空载时的电源电流。通常IccL>IccH。电源电流的大小表示了器件静态功耗的
大小。器件的最大功耗为:
Pm=VccICCL
器件的平均功耗为: PAV=(IccL+IccH)*Vcc/2
2.低电平输入电流IIL和高电平输入电流IIH
低电平输入电流是指:被测输入端的输入电压VIL=0.4V,其余输入端悬空时,由被测输入瑞流出的电流值。测试时,把被测输入端接地,可以测得与非门的输入短路电流IIS此值可近似地代替IIL值.
高电平输入电流是指:被测输入端接至+5V电源,其余输入端接地,流入被测输入端的电流值。 3.电压传输特性
电压传输特性是反映输出电压Vo与输入电压VI之间关系的特性曲线.从电压传输特性曲线上可以直接读出下述各参数值。
(1)输出高电平电压值VOH 是指与非门有一个以上输入端接地时的输出电压值。当输出接有拉电流负载时, VOH值将下降.其允许的最小输出高电平电压值Voh(min)=2.4V
(2)输出低电平电压值VoL 是指与非门的所有输入端悬空时的输出电压值.当输出端接有灌电流负载时VoL值将升高.其允许的最大输出低电平电压值VoLmax=0.4v.
(3)开门电平VIH(min) 是指当输出电压大于此值时，输出必为低电平。通常VIH（min）<2.0V.
(4)关门电平VIL（max） 是指当输入电压小于此值时，输出必为高电平。通常VIL（max）>0.8V.
(5)阀值电压VT
与非门的阀值电压是指电压传输特性曲线上转折区中点所对应的输入电压值，当与非门工作在这一电压附近时，输入信号的微小变化，将导致电路状态的
迅速改变。由于不同系列器件内部电路结构不同，故VT=1.0~1.5不等。
TTL与非门静态参数测试电路图
4.扇出系数：
是指电路能驱动同类门电路的数目，用于衡量电路的负载能力：
N0?Iol/Iil
5.平均传输延迟时间
tpd
平均传输延迟时间沿的0.5
Vmtpd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边
Vm点与对应的舒服波形边沿的0.5点的时间延迟。
四．实验前准备
1．阅读附录（一），（二），了解TTL集成门电路的使用规则,熟悉电子电路调试器的使用方法。
2．查阅74LS00、74LS20器件引出端的排列图。
五.实验任务
1．测试(74LS20)与非门的逻辑功能。
将74LS20芯片（缺口朝左面）插入电子电路调试器的14芯双列直插式插座(插座的缺口也朝左面)中,任选一个与非门,将三个输入端A、B、C分别接电子电路调试器的状态设置开关,其余不用的输入端悬空（或接离电平）输出端接LED逻辑电平指示器,逐个按真值表扳动状态设置开关,将输出状态填入表中。
与非门逻辑功能测试表 输入 A B C 输出 Y 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 2.测量（74LS20）的静态参数（电源电压Vcc＝5V） （1）低电平输出电源电流Iccl（指整个器件值）。 （2）输入短路电流（3）扇出系数
N0Iis
Vch,Vol,VIH(min),VT（4）测量静态电压传输特性曲线。
从实测的曲线中读出
等值，
提示：输入电压和输出电压可按下表要求逐点测量。
与非门电压传输特性记录表 0.70 0.8 1.00 1.06 1.27 1.36 Vi（v） 0.30 4.02 3.99 3.7 3.5 2.0 0.6 Vo（v） 3.98 3.测量与非门（74LS00）的平均传输延迟时间
1. 4 0.088 2.0 0.087 tpd
思考题
测量扇出系数
N0N0的原理是什么？为什么计算中只考虑输出低电平时的负载电流
值，而不考虑输出高电平时的负载电流值。 答：
的大小主要受输出低电平时输出端允许灌入的最大负载电流Iol的限制，
Vol随负载电流增加而上升。当Vol上升到Vol（max）时，此时的输出电流Iol就是该电路允许的最大负载电流。
N0又分Nol与Noh，通常二者是不相等的，而在实际的工程设计中常取较
小者，故在实验中就不考虑输出高电平时的负载电流值了。
实验二 集成门电路的逻辑变换
一.实验目的
1.熟悉CMOS集成电路的使用方法: 2.熟悉集成电路逻辑变换的方法:
3.了解CC4048集成电路所具有的逻辑功能和使用方法.
二.实验原理
CMOS电路的电源工作电压为3-18V,Vdd接电源正极,Vss接电源负极(通常接地)。工作在不同电压下的器件其输出阻抗,工作速度和功耗等参数是不同的.其输出高电平电压值Voh。通常近似等于Vdd·输出低电平电压值Vol,,通常近似等于OV(Vss).器件的输入信号必须在电源电压范围内,即:Vss CMOS四2输入与非门,它具有4个独立的2输入与非门.管脚排列见附录〈三〉,实验时Vdd接+5v电源,Vss端接地 2.CC4048 CMOS 8输入端可扩展多功能门, 其引脚功能如图2-1（a)所示,逻辑功能与控制状态的关系