TTL与非门参数测试.docx

TTL与非门的参数测试一、实验目的 掌握TTL与非门主要参数的测试方法。 掌握TTL与非门电压传输特性的测试方法。 熟悉集成元器件管脚排列特点。二、实验原理 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门，使用时必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试，以确定其性能好坏。图1-1与非门逻辑符号及74LS00外引线排列图14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 (d)74LS00引脚排列VCCGND74LS00&(a)国内常用符号ABY(b)国外常用符号ABY(C)国际标准符号&ABY本实验采用TTL集成元器件74LS00与非门进行测试。它是一个2输人端4与非门，形状为双列直插式，逻辑表达式为FAB，其逻辑符号及外引线排列图如图11(a)(b)(c)(d)所示。 1TTL与非门主要参数 (1)输出高电平VOH和输出低电平VOL VOH是指与非门一个以上的输入端接低电平或接地时，输出电压的大小。此时门电路处于截止状态。如输出空载，VOH必须大于标准高电平(VSH2.4V)，一般在3.6V左右。当输出端接有拉电流负载时，VOH将降低。 VOL是指与非门的所有输人端均接高电平时，输出电压的大小。此时门电路处于导通状态。如输出空载，VOL必须低于标准低电平(VSL0.4V)，约为0.1V左右。接有灌电流负载时，VOL将上升。 (2)低电平输入电流IIL IIL是指当一个输入端接地，而其他输入端悬空时，输入端流向接地端的电流，又称为输入短路电流。IIL的大小关系到前一级门电路能带动负载的个数。 (3)高电平输入电流IIH IIH是指当一个输入端接高电平，而其他输入端接地时，流过接高电平输入端的电流，又称为交叉漏电流。它主要作为前级门输出为高电平时的拉电流。当IIH太大时，就会因为“拉出”电流太大，而使前级门输出高电平降低。 (4)输入开门电平VON和关门电平VOFF VON是指与非门输出端接额定负载时，使输出处于低电平状态时所允许的最小输入电压。换句话说，为了使与非门处于导通状态，输入电平必须大于VON。 VOFF是指使与非门输出处于高电平状态所允许的最大输人电压。 (5)扇出系数N0N0是说明输出端负载能力的一项参数，它表示驱动同类型门电路的数目。N0的大小主要受输出低电平时，输出端允许灌人的最大电流的限制，如灌人负载电流超出该数值，输出低电平将显著抬高，造成下一级逻辑电路的错误动作。(6)空载导通功耗PON静态工作、输出为低电平时的功耗，即电源电压VCC和导通电源电流ICCL的乘积。 2TTL与非门的电压传输特性TTL与非门电路的电压传输特性，表示输入电压从零电平逐渐升到高电平时，输出电压的变化。利用电压传输特性曲线不仅可直接读出其主要静态参数，如VOH、VOL、VON、VOFF、VNH和VNL(如图1-2所示)，还可以检查和判断TTL与非门的好坏，如若VON和VOFF,两个数值越靠近，越接近同一数值(阈值电平VT)，就说明与非门电路的特性曲线愈陡，抗干扰能力越强。 高电平噪声容限VNH：VNHVSH-VON2.4V-VON低电平噪声容限VNL：VNLVOFF-VSLVOFF-0.4V3平均传输延迟时间tpdtpd是衡量门电路开关速度的参数，原因是输出电压对输入电压有一定的时间延迟，tpd等于导通时间和截止时间的平均值。由于TTL门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高，故实验一般采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T来求得。其工作原理是：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中A点为逻辑“1”，经过三级门的延时后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”；再经过三级门的延时后，A点电平有重新变为逻辑“1”。电路的其它各点的电平也跟随变化。说明使A点发生一个周期的振荡，必须经过6级门的延迟时间。因此平均传输延迟时间为 tpd=T 三、实验仪器及器件 DZX-2B型电子学综合实验装置，YB4320A双踪四迹示波器，集成2输入端四与非门74LS00 1片，电阻、电位器导线若干。四、实验内容 1测试TTL与非门的各项参数分别列表记录所测得数据； (1) 分别测量TTL与非门74LS00在带负载和开路两种情况下的输出高电平VOH和输出低电平VOL；VCCRL500VOL1/4 74LS00图1-4 VOL的测试电路&VCC5.1KVOHRL1/4 74LS00图1-3 VOH的测试电路& 表一带负载开路VOH(V)VOL(V)VOH(V)VOL(V)3.590.2964.040.08VCC1/4 74LS00VOHVI0RL10K0.8V10K图1-5VOFF和VOH的测试电路&(2)测量输入开门电平VON和关门电平VOFF VCCRLIL500V3.2V1/4 74LS0010K图1-6 VON和VOL的测试电路& 表二 VOH(V)VOFF(V)VOL(V)VON(V)3.591.140.2961.92VCC1/4 74LS00图1-7 IIL的测试电路mA&VCCA1/4 74LS00图1-8IIH的测试电路&(3)测量低电平输入电流IIL和高电平输入电流IIH； 表三IIL(mA)IIH(mA)0.270 VCC10KV100IILRRPL1/4 74LS00图1-9 扇出系数N0的测试电路&(4)测量扇出系数N0；mAVCCICCL1/4 74LS00图1-10 空载导通功耗PON测试电路& 表四VOL(V)I0L(mA)IIL(mA)No0.39.580.2735 (5) 测量空载导通功耗PON。 表五VCC(V)ICCL(mA)PON= VCCICCL(mW)53.2816.4 2测试电压传输特性表六VI(V)0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.1V0(V)4.034.034.034.034.024.024.023.983.983.983.35VI(V)1.151.201.221.241.261.281.301.351.401.451.50VI(V)3.070.910.600.500.310.260.1020.0090.090.090.09V0(V)1.601.701.801.902.002.53.03.54.04.55.0V0(V)0.090.090.090.090.090.090.090.090.090.090.09VCC1/4 74LS00V0VVVIRP1K图1-11 与非门电压传输特性测试电路&T3/4 74LS00图1-12 tpd测试电路& 3测量平均传输延迟时间tpd表七T(ns)tpd(ns)305五、实验报告要求1 列表记录、整理数据，并对结果进行分析。 见表一至表七 2根据实验数据画出传输特性曲线，试在曲线上标出VOH、VOL、VON、VOFF，计算VNH和VNL。六、思考题1 TTL电路多余的输入端应如何处理?为什么?与非门多余的输入端：悬空