实验一TTL与非门的静态参数测试.doc

实验报告院 （系） 信科院电子系 学 号 08379022 审 批 班 别 通信工程A班 实 验 人 吴嘉怡 实验一 TTL与非门的静态参数测试一、实验目的 1. 掌握TTL与非门电路主要参数和电压传输特性的测试方法。2. 熟悉数字电路试验箱、数字万用表的使用。二、实验仪器及器件 1.数字电路试验箱、万用表、示波器2器件：74LS00X 2电阻：560 X1，1OkXI三、实验内容和结果1、低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH及静态平均功耗P： 与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。ICCL：指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流也称空载导通电流测试电路如图（一）(a)所示。ICCH：指输出端空载，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供器件的电流。也称空载截止电流，电路如图（二）(b)所示。P： 为电路空载导通功耗Pon和空载截止功耗Poff的平均值，其值为：p=pon+pon2=VCCICCL+VCCICCH2 (通常PonPoff)图（一）2、输入短路电流IIS和输入漏电流IIH：IIS：（或IIL）指被测输入端接地，其余输入端和输出端悬空时由被测输入端流出的电流。也称低电平输入电流。在由多级门构成的电路中，IIS 相当前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流。因此IIS越小，前级门带负载的个数就越多。测试电路如图（二）(a)所示。IIH：指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端悬空时，流入被测输入端的电流。也称高电平输入电流。在由多级门构成的电路中，它相当于前级门输出高电平时，前级门的拉电流负载。IIH越小，前级门电路带负载的个数就越多。IIH较小，难以测量。测试电路如图（二）(b)所示。图（二）3、输出高电平UOH及关门电平Uoff图（三）测量电路如图（三）(a)所示。先调W，使输入电压为0V这时输出电压即为UOH。然后渐渐增大输入电压，当输出电压下降到90%UOH时，测得输入电压即为关门电平Uoff。4、输出低电平UOL及开门电平Uon测量电路如图（三）(b)所示。先调W，使输入电压为高电平，测得的输出电压即为UOL然后渐渐减小输入电压，测得使输出电压维持在UOL的最低输入电平，即为开门电平Uon。5、测试TTL与非门的电压传输特性：图（三）(b)断开RL即为测量电路。调W，使输入电压由小到大，用万用表对应地测出输入电压和输出电压，并一一记录在表中。测量时，对Voff和VON的附近，输入电压的变化可取消一点，即测量点取密一些。6、平均传输延迟时间tpd tpd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的0.5V。至输入波形对应边沿0.5Vm点的时间间隔，如图（四）(a)所示。 图（四）(a)中的tpdL为导通延迟时间，tpdH为截止延迟时问，平均传输延迟时间为：tpd=tpdH+tpdL2图（四）tpd的测试电路如图（四）(b)所示，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，电路中的A点为逻辑“1，经过七级门的延迟后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑”0；再经过七级门的延迟后，A点电平又重新回到逻辑 “1”。电路中其它各点电平也跟随变化。说明使A点发生一个周期的振荡，必须经过14级门的延迟时间。因此平均传输延迟时间为:tpd=T14TTL电路的tpd一般在6nS 30nS之间。由于所用的74LSOO四输入与非门的tpd很短，要用7个与非门连成环形震荡器，以便测量其周期T。四、实验数据整理与分析 1、低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH及静态平均功耗P，数据记录如表（一）所示：表（一）ICCLICCHp2.688mA0.8793mA8.9183mW2、输入短路电流IIS和输入漏电流IIH，数据记录如表（二）所示：表（二）ICSICH0.2226mA0 实质上ICH并不为0，只是因为ICH极小，为A级，实验台上的仪器无法测量。3、输出高电平UOH及关门电平Uoff，数据记录如表（三）所示：表（三）UOHUoff3.486V0.967V4、输出低电平UOL及开门电平Uon，数据记录如表（四）所示：表（四）UOLUon0.369V1.309V5、测试TTL与非门的电压传输特性，数据记录如表（五）所示：表（五）Ui（V）0.000.400.800.850.900.951.001.051.101.151.201.401.803.004.00Uo（V）4.364.364.274.194.013.632.932.351.690.500.200.170.170.170.17 画出图像如图（五）所示图（五）由图像可知输出特性的三个区域：当U