TTL集成电路的逻辑功能及参数测试.doc

TTL集成电路的逻辑功能及参数测试实验1 TTL集成电路的逻辑功能及参数测试一.实验目的1. 熟悉TTL集成门电路外形和管脚引线排列。2. 通过测试了解门电路的电压传输特性及主要参数的测试方法。3. 加深对门电路各参数意义及逻辑功能的认识二.实验原理1. TTL与非门直流参数的测量(1) 集成门的静态平均功耗如图3-1；3-2所示，输入管脚悬空时，相当输入高电平静态平均功耗PAV表示电路的开态功耗和关态功耗均在输出端开路的条件下的平均值PAV=ICCL+ICCOVCC/2 图3-1 开态功耗测试电路 图3-2 关态功耗测试电路(2) 低电平输入时电流测试IIL电路如图3-3 所示，毫安表的内阻很小,相当于与地相接(3) 高电平输入电流测试电路如图3-4所示，除一输入脚通过毫安表与电源相连外其它管脚与地相接 图3-3低电平输入电流测试电路 图3-4高电平输入电流测试电路(4) 测量电压传输特性的电路如图3-5测量在输入电压变化时,输出电压的变化情况(5) 测量扇出系数的电路如图3-6扇出系数N是反应门电路带动负载能力大小的一个重要指标。N=IL/ISE其中,IL=IOL为门电路开态时的电流;ISE=IIL为输入交叉漏电流 图3-5 电压传输特性测试电路 图3-6 扇出系数测量电路2. 测平均传输延迟时间由图3-7所示的环形振荡器测出平均传输延迟时间tpd,如果每个与非门的tpd都相等，测振荡信号的周期T6tpd于是tpd=T/6图3-7 传输延迟时间测试电路上式可以简证如下：假定某一瞬间VI1突跳到高电平（即VI11），由于三个门的平均传输时间都相等，那么，经过G1延迟tpd后，使VI20，然后经过G2延迟tpd使VI31再经过G3延迟tpd使VO0（即VI10），因而VI1经过3tpd后又变为低电平。由此类同，再经过3tpd后，VI1（VO）又会变为高电平，如此不断循环形成周期性振荡，周期为T6tpd.各点的波形如图3-8所示，该电路依靠合闸时的扰动电压起振图3-8 各点波形图3. 集电极开路（OC）的门电路选用集电极开路的门电路74LS06，当外接负载电阻为1K时，将实验结果填入表31中，并写出输出F的逻辑表达式。改变电位器，观察负载的变化对输出电平的影响。 图3-9 OC门测试电路4. 三态门电路的应用选用与非门（74LS00）和三态门（74LS125），按测试电路图3-1连接后，在A端输入1Hz的脉冲信号，用电平指示灯观察输出端F1、F2，并将结果填入表3-2中。将F1与F2用导线连接，实现一根信号线分时传送多组数据的总路线结构，用实验加以验证。三.预习要求*按预习报告的格式写出预习报告，并回答以下问题1. 复习与集成门电路相关的内容，了解所用与非门给出的参数，熟悉其线路，引线排列及实现的逻辑功能。并说明其主要参数的意义。2. 何使用与非门实现反向器的功能？3. 对多输入端的门电路，若其输入有多余端口，应如何处理？4. 一般tpd都很小，约在几十纳秒，带宽为20M的示波器能否测出该参数，示波器的通道带宽至少是多少方可？5. 解释实验(5)对扇出系数的测试是如何模拟实际门电路负载的，实验电路中的100电阻能否省略？6. 与非门在什么情况下输出高电平？在什么情况下输出低电平？其不用的输入端如何处置？四.实验内容及步骤首先，给待测试门电路加入电源，根据与非门的逻辑功能检查与非门是否良好。1. 测量下列各直流参数（1）静态平均功耗PAV； （2）低电平输入电流IIL；（3）高电平输入电流IIH；（4）电平传输特性（填表）表3-3电平传输特性VI -VOVIVO（5）扇出系数NO；（6）平均传输延迟时间tpd（7）按实验3、4分别测试OC门电路和三态门电路。2. 验证与非门的逻辑功能选择与非门二个输入端与A、B二个逻辑电平开关相连。其余不用的输入端悬空，逐个按真值表扳动电平开关得出下状态，并填入表内表3-4与非门逻辑电平输入A0011B0101输出F五.实验报告1. 列出直流参数的实测数据表格，画出传输特性，确定VOFF、VON、VOL、VOH值，与出厂参数相比，判断所测的电参数是