实验一 门电路的特性.docx

实验一 门电路的特性 预习报告一 实验目的1. 在理解CMOS门电路和TTL门电路的工作原理和电特性基础上，学习并掌握其电特性主要参数的测试方法。2. 学习查阅集成电路芯片数据手册3. 学习并掌握数字集成电路的正确使用方法二 预习任务1. 回顾上学期的“常用电子一仪器使用”，以及实验中用到的测试方法，回答下列问题(1) 如何调整函数信号发生器，使其输出100Hz,0-5V的锯齿波（三角波）信号？选择三角波输出选项，通过“50”输出端连接示波器观察波形，通过调节函数信号发生器的频率旋钮，调节频率至100Hz,Vp-p为5V，将示波器的参考电平位置设置在三角波的最低值处，得到0-5V的三角波，用示波器进行实际测量，判断调节是否正确应该以示波器的测量结果为准。(2) 图(a)中最高值为2V，最低值为-2V图(b)中最高值为4V，最低值为0V(3) 若要观测电压传输特性曲线，应该改变示波器上哪些菜单或旋钮？示波器默认的时基模式为“标准（YT）模式”，若要观察电压传输特性，应该将时基模式调节为XY模式。具体调节方法如下： 按下【Horiz】按钮，在“水平设置菜单”中，按下时间模式，然后改变时基模式由原来的“标准”变为“XY模式”。 (4) 用示波器观测两路信号时，如何调整示波器使波形稳定的显示在屏幕上?应该合理设置触发源和触发电平使得波形稳定，调节【Trigger】旋钮2. 数字集成电路电路74HC00和74LS00的引脚图74HC00各项参数如下 引脚图如下74LS00各项参数如下引脚图如下三实验任务1. CMOS与非门CD4011的电压传输特性 CD4011引脚图如下Vi 输出100Hz,0-5V的锯齿波，因此工作电压=5V， 接地实验步骤：（1） 连接电路，注意芯片的放置方式以及引脚的位置（2） 利用示波器观察函数信号发生器产生的波形符合要求后，再将信号接到输入端（3） 将示波器调到XY工作方式，CH1接输入，CH2接输出（4） 观察电压传输特性，记录数据实验数据记录表格阈值电压输入噪声容限输出噪声容限2.观测CMOS电路的直流噪声容限与电源电压的关系改变任务一中的为12V，V1输出100Hz,0-12V的锯齿波。记录电压传输曲线和输入噪声容限，与（1）中进行对比实验操作步骤同任务一实验数据记录表格阈值电压输入噪声容限输出噪声容限3.测试CMOS与非门CD4011输出低电平负载特性测试电路如下改变RL的阻值，用逐点法画出CMOS与非门低电平输出特性曲线，并以此估计=5V 时的导通电阻 输入端接高电平，该电路的电路可以等效为本实验中工作电压VDD取5V， 输入信号为高电平直流信号，直接接在VDD上即可实验步骤(1) 电路连接完毕后，将变阻器调到最大位置，再开始进行实验(2) 逐点改变RL的阻值，测量输出电压，并以此计算出输出电流*注意事项每次在改变变阻器阻值时，都要断电后再进行电阻的测量，而且计算时电阻的取值以实际测量值为准实验数据记录表如下RL()Vo(V)IoL(mA)实验后可以绘制Vo 与IoL的关系图像，二者的比值应该是常数，该常数就是=5V 时的导通电阻 4. CMOS与非门CD4011的传输延迟时间,测试电路如下该实验的输入Vi是频率为20kHz的方波信号，记录输入，输出波形和传输延迟时间，*注意事项：要注意传输延迟时间的定义，是以输入，输出的幅值的一半对应的时间点为基准进行计算的数据记录(ns)(ns)5. 观察CMOS与非门CD4011的动态功耗测试电路如下输入信号为100Hz，0-5V的三角波，取样电阻是用来将电流转换为电压，以观察瞬时到导通电流的变化情况电阻R的取值范围的确定：得到R上的瞬时电压变化曲线后，可以从图上读出以及输入输出噪声容限等数据三 选做任务1. CMOS与非门74HCOO的噪声容限测试方法和步骤都与任务一相同，得到曲线后可以将两组曲线进行对比数据记录表格如下阈值电压输入噪声容限输出噪声容限2. 测量TTL与非门74LS00的输入端负载特性测试电路如下由于是TTL电路，因此工作电压选择5V。 设计改变电阻Rp,记录Vi 与Vo 变化的几组典型数据，表格设计如下由TTL