实验一逻辑门电路的逻辑功能与性能参数测试.ppt

1 实验一逻辑门电路的逻辑功能与性能参数测试 一、实验目的 1熟悉数字万用表、示波器和数字电路基础实验箱的使用； 2掌握TTL和CMOS与门主要参数的测试方法； 3了解门电路的电压传输特性的测试方法； 4掌握74LS00与非门、74LS02或非门、74136异或门、 74LS125三态门和CC4011门电路的逻辑功能； 5掌握三态门的逻辑功能。 2 实验一 与非门测试 二、预习要求 1了解TTL和CMOS与非门主要参数的定义和意义。 2熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。 3熟悉74LS00、74LS02、74136、74LS125和CC4011的 外引线排列。 4画实验电路和实验数据表格。 3 三、实验内容与要求 1、测量TTL与非门的主要参数 （1）输出高电平VOH测试（图1.1） （2）输出低电平VOL测试（图1.2） 图1.1 4 空载 带载 (5.1K) 带载 (510) VOH VOL TTL与非门的电源电压只能 是+5V TTL与非门多余输入端处理 ：接+5V、并联 、悬空。 （3）输入短路IIS测试（图1.3） mA IIS 图1.3 5 （4）扇出系数N的测试（图1.4） V mA RP 510 100 + - Vo0.4V 为合格 图1.4 NIOL/IIS8 为合格。 6 2 .测量TTL与非门的电压传输特性(选做） 在示波器上用X-Y显示方式观察曲线，并用坐标 纸描绘出特性曲线，在曲线上标出VOH、VOL、VON、 VOFF，计算VNH、VNL。如图1.5 所示。 如图1.5 7 测试要点： 1、首先：观察Vi、VO波形 （直流耦合方式）。 2、 示波器作为“X/Y”显示 方式。 3、找到电压传输特性的坐 标原点。 4、画出特性曲线并标上 出所有参数。 如何找“X、Y”轴坐标原点？ 8 3. 与非门的逻辑功能要求： 按与非门真值表逐项验证即可 4. CMOS与非门的测试 表1.1 TTL与非门功能表 (1)输出高电平VOH 输出高电平VOH是指在规定的电源电压(例如5V)下，输出端开路时的 输出高电平通常VOHVDD。 (2)输出低电平VOL 输出低电平VO是指在规定的电源电压(例如5V)下，输出端 开路时的输出低电平通常VO。 (3)验证CC4011的逻辑功能（表格自列） 9 将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测 VOH；输入端全部接高电平时测VO。如图1.6所示。 V + - VO VSS CMOS 图1.6 10 6、CMOS与非门的电压传输特性（选做） CMOS与非门的电压传输特性是指与非门输出电 压 随输入电压 而变化的曲线。这个特性曲线很接近 理想的电压传输特性，是目前其它任何逻辑电路都比不 上的，电压传输特性曲线如图1. 7所示。 CMOS与非门的电压传输特性曲线测试方法与TTL 与非门的电压传输特性曲线测试方法基本一样只是将 不用的输入端接到电源VDD上即可，不得悬空。测试 电路如图1. 8所示。 11 从特性曲线上可知，CMOS与非门输出的高电接近电 源电压VDD，输出低电平接近V。VT为CMOS与非门 的转换电压，也称阈值电压，即当输入电压 超过VT 时，输出为低电平；当输入电压 低于VT时，输出为 高电平如果的参数完全对称，阈值电压VT 图1.8 CMOS与非门电压传输特性曲线测试电路图1.7 CMOS与非门电压传输特性曲线 12 7、验证74LS02或非门和74136四异或门的逻辑功 能（表格自列） 8、验证验证 74LS125的逻辑逻辑 功能。 13 五、实验注意事项 1、 TTL与非门不用的输入端不能接低电平。 2、 TTL与非门的输出端不能直接接+5V或地，也不 能与其它输出端并联。 3、CMOS门的电源电压为318V， 4、CMOS与非门不用的输入端不能悬空，应按逻辑 功能接高电平VDD或低电平VS