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实验三常用数字逻辑门输入输出特性测试一、实验目的

1．掌握CMOS和TTL集成门的逻辑功能和主要参数的测试方法

2．掌握CMOS和TTL器件的使用规则二、实验原理．数字逻辑门的逻辑电平。数字逻辑门的输出高低电平不是一个值，而是一个范围。数字逻辑门输入高低电平与输出高低电平的电压范围不同，即它的输入信号允许一定的容差，称为噪声容限。

门的输出电压VO

随输入电压Vi

而变化的曲线VO＝f(Vi)

称为门的电压传输特性。

当负载电路所需驱动电流增大时，输出特性就不像理论值那样理想了，逻辑门的输出电压值与规定值之间有较明显的差异。当负载电路所需驱动电流过大时，逻辑门的输出电压值就会落在逻辑电平未定义区域。造成电路工作不正常。VTH=VDD/25V电源下CMOS非门电压传输特性VOUTVIN5.01.53.55.0VTH影响TTL门电路工作速度的主要因素是电路内部管子的开关特性、电路结构及内部的各电阻阻数值。电阻数值越大，工作速度越低。管子的开关时间越长，门的工作速度越低。影响CMOS电路工作速度的主要因素在于电路的外部，即负载电容CL。CL是主要影响器件工作速度的原因，由CL所决定的影响CMOS门的传输延时约为几十纳秒。五、实验任务1．反相器电压传输特性的测试1）用示波器实测电源电压VDD【测试提示】： 用数字示波器测试直流信号电压值时，应选择参数平均值（Vavg），而不是峰峰值（Vpp）或幅值（Vamp），否则测到的只是直流的纹波。 示波器垂直因数不宜过大或过小。垂直因数过大可能影响测试精度，垂直因数过小当电压值变化时波形容易超出屏幕显示范围，不便观察。一般设置为（1V—2V）/div较为适宜。1．反相器电压传输特性的测试

2）采用逐点测试法，即调节RW，使Vi从VO向高电平变化，用示波器逐点测得Vi及VO，记入表3.3.2中，然后绘成曲线。实测电路连接方式电位器

实测时，由于电源的影响以及每个具体器件的具体参数可能有差异，需对表格调整。当输出显著变化时，两个输入之间的间隔电压应设置较小，间隔0.25V或者更小。输入输出2.负载变化对输出的影响测试。1）输出为高电平时按图3.3.6连接电路，输入低电平，调节电位器RW从大到小得到任选5个r不同的电阻值(阻值不需记录)，对应不同阻值测输出数据填入下表并对数据进行分析。R1R2R3R4R5实测电路连接方式

调节10k电位器，使其中心抽头和左端之间的电阻约为300Ω，将它和100k电阻串联作为负载电阻。10k电位器100k电位器3.负载电容对输出的影响测试按图3.3.7连接电路，输入加入1KHzTTL信号，测试输出波形的上升时间（trise）。在输出和地之间加入0.01μ电容，测试此时输出波形的

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