《数字电子技术》-实验指导书22集成逻辑门电路的参数测试

实验二集成逻辑门电路的参数测试1．实验目的（1）掌握TTL和CMOS与非门主要参数的意义及测试方法。（2）熟悉TTL和CMOS门电路的使用注意事项，电源、闲置输入端及输出端的处理方法。（3）进一步熟悉数字逻辑实验仪的基本功能和使用方法。2．实验器材序号名称型号及规格数量1数字逻辑实验仪DLE－31台2万用表2只3TTL双4入与非门74LS201块4CMOS双4入与非门CC40121块5二极管2CK114只6电阻360Ω1只7电位器1.2kΩ1只8导线若干3．实验说明（1）注意正确使用万用表，必须先调好档位再测量，否则易损坏万用表。测试图中万用表圆圈内标示为建议的档位。若不清楚档位，可以先调为较大档位，再根据所测结果进行调整。（2）注意正确识别二极管极性。识别方法有两种。第一种方法为看外观，一般标示黑圈的一边为负极。第二种方法为用万用表测试。若为数字万用表，可调至二极管档直接测试，导通状态下黑表笔所接为负极、红表笔所接为正极。若为指针式万用表，应选择电阻档Ω×100或Ω×10档，导通状态下黑表笔所接为正极、红表笔所接为负极。（3）注意要利用面包板上的插孔连接电阻和二极管，不要将引脚绞接。（4）注意信号源输入信号幅度，不要高于5V，以免损坏器件。4．预习要求（1）复习TTL和CMOS与非门主要参数的意义及其典型值（参考表1－1和表1－2）。（2）熟悉74LS20、CC4012的引脚排列图。CMOS的VDD为电源正极，本次实验接＋5V；VSS为电源负极，本次实验接地。（3）熟悉本次实验内容和步骤。5．实验内容及步骤（1）TTL与非门74LS20静态参数测试①导通（低电平输出）电源电流ICCL和截止（高电平输出）电源电流ICCH。与非门处于不同工作状态时电源提供的电流不同，通常ICCL＞ICCH，它们的大小标志着器件静态功耗的大小。器件的最大功耗为PCCL＝VCC×ICCL。手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。测试电路如图2-15的（a）和（b）。注意：74LS20为双四输入与非门，两个门的输入端应作相同处理。图2-15测试ICCL、ICCH、IIL和IIH的电路②低电平输入电流IIL和高电平输入电流IIH。每一门和每一输入端都应测试一次。由于IIH较小，即使用万用表量程最小档也可能难以测量，这时可免于测试。测试电路如图2-15的（c）和（d）。③电压传输特性。调节电位器Rw，使uI从0V向5V变化，逐点测试uI和uO值，将结果记录入表2-5中。根据实测数据作电压传输特性曲线，从曲线上得出UOH、UOL、UON、UOFF、UTH等值，并计算UNL、UNH（提示：在uO变化较快的区域应多测几点，在电压变化缓慢的区域适当少测几点，有利于绘制特性曲线）。测试电路如图2-16的（a）。图2-16电压传输特性的测试图表2-5TTL与非门的电压传输特性uI（V）01.15uO（V）（2）CMOS双四输入与非门CC4012静态参数测试将CC4012正确插入面包板，测电压传输特性。测试电路如图2-16（b），方法同上。将结果记录入表2-6中。根据实测数据作电压传输特性曲线，从曲线上得出UOH、UOL、UON、UOFF、UTH等值，并计算UNL、UNH。若将三个多余输入端悬空测试一次，结果正确吗？表2-6CMOS与非门的电压传输特性uI（V）02.55uO（V）6．实验报告要求（1）列表整理出各参数的测试值，并与规范值相比较，判断所测电路性能的好坏。（2）画出两条电压传输特性曲线，从曲线中读出各有关参数值。比较TTL与CMOS门电路电压传输特性曲线的异同。（3）回答思考题①试说明测量TTL与非门电压传输特性时的测试电路图2-16（a）的原理。为何要加二极管？输出低电平时等效为加上了负载，为何要加负载？R选用360Ω是什么道理？若R很小会产生什么现象？②TTL与非门输入端悬空为什么可以当作输入为“1”？CMOS与非门多余输入端可以悬空吗？③讨论TTL或非门闲置输入端的处置方法。④实验中所得ICCL