试验二TTL集成逻辑门的参数测试

1、内蒙古机电职业技术学院教案首页课程： 电子技术基础实验授课顺序： 9 学时： 2班级： 五年自动化0501 日期： 08/05/第 12节五年自动化0502日期： 08/05/第 56节五年自动化0503日期： 08/05/第 34节课实验九 TTL 集成逻辑门的参数测试题目 1、掌握 TTL集成与非门的主要参数、特性的意义及测试方法的、 、熟悉的基本功能和使用方法。2274LS20要求重重点：线路连接、数据的测量和分析点难点：实验后数据分析和原理说明难点教学 考勤、讲解本次实验的基本原理、老师做演示实验、学生分组实验过程教学黑板讲授、实验台做演示手段课TTL集成与非门的参数测试有助于同学们对

2、门电路的进一步了解， 通过后 实验，学生们从数据上彻底了解了他们比较模糊的高低电平的概念，熟悉分了 74LS20的基本功能和使用方法，为后续的数字实验奠定了很好的基础析实验九、 TTL 集成逻辑门的参数测试一、实验目的l 、掌握 TTL 集成与非门的主要参数、特性的意义及测试方法2、熟悉 74LS20的基本功能和使用方法。二、实验原理TTL 集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门，本实验采用4 输入双与非门74LS20，在一片集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。 74LS20内部逻辑图及引脚排列如图2 一 l(a) 、(b) 所示图2-1(a)1、与非门的逻辑功能与非

3、门的逻辑功能：当输入端有一个或一个以上的低电平时，输出端为高电平；只有输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。(即有“0”得“ l”，全“ l ”得“0”。)对与非门进行测试时，门输入端接逻辑开关，开关向上为逻辑“l ”，向下为逻辑“ 0”门的输出端接电平指示器，发光管亮为逻辑 “ 1”；不亮为逻辑“ 0”。基本测试方法是按真值表逐项测试，但有时按真值表逐项进行测试似嫌多余，对于有四个输入端的非门，它有十六个最小项，实际上只要按表2-1所示的五项进行测试，便可以判断此门的逻辑功能是否正常表 2 一 l输入输出AnBnCnDn Fl F211ll011ll0lll101ll102 、TTL 与非

4、门的主要参数：(1) 导通电源电流 IccL 与截止电源电流 IccH与非门在不同的状态， 电源提供的电流是不同的， IccL 是指输出端空载， 所有入端全部悬空， 与非门处于导通状态， 电源提供器件的电流， IccH 是指输出端空截， 输入端接地，与非门处于截止状态， 电源提供器件的电流。 测试电路如图 2 2(a)(b) 所示。通常 IccLIccH 它们的大小标志着与非门在静态情况下的功耗大小。导通功耗： PccL=IccLUcc 截止工耗： PccH=IccHUcc 由于 IccL 较大，一般手册中给出的功耗是指 PccL(2) 低电平输入电流 IiL 与高电平输入电流 1iHIiL是

5、指被测输入端接地， 其余输入端悬空， 由被测输入端流出的电流， 如图 23(a)所示，在多级门电路中它相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因而它的大小关系到前级门的灌电流负载能力，因此希望IiL小些。(a)图 23(b)Iih是指被测输入端接高电平，其余输入端接地，流入被测输入端的电流，如图23(b) 所示，在多级门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，它的大小关系到前级门的拉电流负载能力，因此希望Iih小。由于 Iih较小，难以测量，所以一般免于测试此项内容。(3) 扇出系数 NO扇出系数是指门电路驱动同类门的个数, 是衡量门电路负载能力的一个参数,TTL 与非

6、门有两种不同性质的负载: 灌电流负载和拉电流负载, 因此有两种扇出系数 , 低电平扇出系数 NOL和高电平扇出系数NOH。低电平扇出系数NOL测试电路如图2-4 所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载，调节RL 使 IOL增大， UOL随之增高，当UOL达到UOLM（手册中规定低电平规范值0.4V ）时的IOL 就是允许灌入的最大负载电流IOLM，则NOLM=NOL大小主要受输出低电平时输出端允许灌入的最大负载电流IOLM的限制，如灌入的负载电流超出该值，输出低电平将显著升高，以致造成下级门电路的误动作。高电平扇出系数通常高于低电平扇出系数，故常以NOL作为门的扇出系数。图 2-4(4)

7、 电压传输特性与非门的输出电压UO变化的曲线 Uo=F(Ui) 称为电压传输特性，如图 25 所示，它是门电路的重要特性之一，通过它可知道与非门的一些重要参数，如输出高电平UoH输出低电平 UoL，关门电平 Uoof 开门电平 Uon阈值电平 NT及抗干扰容限 UNL、UNH等。电压传输特性的测试方法最多，最简单的方法逐点测试法，测试电路如图 1-6 所示，调节电位器RP，逐点测出输入电压Ui 及输出电压 U0并绘成曲线。4、输入双与非门74LS20的主要参数规范如表1-2 所示3、TTL 集成电路使用注意事项 ( 以 TTL 与非门为例 )(1) 接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。参数

8、名称符号规范单位测试条件值导通电流IccL14MAUcc=5.5V，输入端空载，输出端空载截止电流Ioch7MAUcc=5.5V，输出端接地，输出端空载低电平输Iil1.8MAUcc=5.5V ，被 测 输入 端入电流UiL=0.8V, 其它输入端接地，输出端空载高电平输入Iih 50AUcc=5.5V， 被测输入端电流UiL=0.8V, 其它输入端悬空，输出端 IOH=400 AUcc=5.5V ，被 测 输入 端输出高电平UoH24VUiL=0.8V, 其它输入端悬空，输出端 IOH=400AUoLVUcc=4.5V，输入端输出低电平0.4IOH=2.0V，输出端IOL=12.8MA(2)

9、 电源电压使用范围 +4.5 V+5.5之间，实验中要求使用U C c=+5V . 电源绝对不允许接错。(3) 闲置输入端处理方法： (a) 悬空，相当于正逻辑“ 1”对一般小规模电路的输入端，实验时允许悬空处理，但是输入端是空，易受外介干扰，破坏电路逻辑功能，对于中规模以上电路或较复杂的电路，不允许悬空。(b) 真接接入 ucc 或串入一适当阻值电阻 (1-lOK ) 接入 Ucc，(c) 若前级驱动能力允许，可以与有用的输入端并联使用。(4) 输出端不允许直接接 +5V电源或直接接地，否则将导致器件损坏。(5) 除集电极开路输出器件和三态输出器件外， 不允许几个 TTL 器件输出端并联使用

10、，否则，不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。三、实验设备与器材1、示波器2 、直流电压表、毫安表3 、 4 输入双与非门 74LS201四、实验内容实验前仔细检查集成块的标志和在实验台上的位置，特别是电源极性不得接错。l 、验证 TTL 集成与非门 74LS20的逻辑功能取任一个与非门按图1-9 连接实验电路，用逻辑开关改变输入端A、B、C、D逻辑电平，输出端接电平指示器及数字电压表，逐个测试集成块中两个门，测试结果记入表 1-1 中。2、74LS20 主要参数的测试(1) 导通电源电流 IccL图 1-9按图 22(a) 接线，测试结果记入表23 中。(2) 截止电源电流 ICCH按图 22(b) 接线，此时应将两个与非门的所有输入端都接地，测试结果记入表23中。表 23IccL(mA)IccH(mA)Iil(A)Iol(mA)(3) 低电平输入电流 IiL按图 23(a) 接线，测试结果记入表23 中。(4) 电压传输特性按图 26 接线，调节电位器RP，使 UI 从 0v 向高电平变化，逐点测量UI 和 Uo 的对应值，记入表2 4 中。Ui(V)00.2