数电实验报告2

图2-7 扇出系数NO的测试电路

2、TTL集电极开路门(OC)与三态输出门

在数字系统中，有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能。对于普通的TTL门电路，由于输出级采用了推拉式输出电路，无论输出是高电平或是低电平，输出阻抗都很低。因此，通常不允许将它们的输出端并接在一起使用。

集电极开路和三态门是两种特殊的TTL门电路，它们允许把输出端直接并接在一起使用。

（1）集电极开路门(OC)（74LS07） 74LS07管脚图，如图2-8。

图2-8 74LS07集成电路引脚排列图

OC门的应用主要有以下三个方面（如图2-9）：

利用电路的“线与”特性方便的完成某些特定的逻辑功能。

实现多路信息采集，使两路以上的信息共用一个传输通道（总线）。

实验逻辑电平的转换，以推动数码管、继电器、MOS器件等多种数字集成电路。

图2-9 OC与非门“线与”电路 图2-10 OC与非门负载电阻RL的确定

OC门输出并联运用时负载电阻RL的选择，如图2-10。

为保证OC与非门输出电平符合逻辑要求，负载电阻值的选择范围为

EC-VOHRLMAX?nIOH+mIiHEC-VOLRLMIN ?ILM+NIiL

式中：

IOH — OC门输出管截止时（输出高电平VOH）的漏电流（约50μA）

ILM— I iH — I iL —

OC门输出低电平VOL时允许最大灌入负载电流（约20mA） 负载门高电平输入电流（﹤50μA） 负载门低电平输入电流（﹤1.6mA）

Ec — RL外接电源电压 n — OC门个数 N — 负载门个数

m — 接入电路的负载门输入端总个数

RL值须小于RLMAX，否则VOH将下降，RL值须大于RLMIN，否则VOL将上升，又RL的大小会影响输出波形的边沿时间，在工作速度较高时，RL应尽量选取接近RLMIN

（2）、TTL三态门输出门（3S门）

TTL三态输出门是一种特殊的门电路，它与普通的TTL门电路结构不同，它的输出端除了平常的高电平、低电平两种状态外（这两种状态均为低阻状态），还有第三种输出状态—高阻状态，处于高阻状态时，电路与负载之间相当于开路。三态输出门按逻辑功能及控制方式来分有各种不同类型。如图2-11和表2-1。本实验所用三态门的型号是74LS125三态输出四总线缓冲器。

图2-11三态缓冲器逻辑符号

表2-1

E 0 1

输 入 A 0 0 输 出 Y 0 高阻态 三态门主要用途之一是实现总线传输，即用一个传输通道（称总线），以选通方式传送多路信息。图2-12中，电路中把若开个三态TTL电路输出端直接连接在一起构成三态门总线，使用时，要求只有需要传输信息的三态控制端处于使能状态（E=0），其余各门均处于禁止状态（E=1）。由于三态门输出电路结构与普通TTL电路相同，显然，若同时有两个或两个以上三态门的控制处于使能状态，将出现与普通TTL门“线与”运用时同样的问题，因而是绝对不允许的。

图2-12 三态输出门实现总线传输

74LS125管脚图：如图2-13

其特点：三态门的输出除了0态、1态以外，还可以呈现高阻态，或称开路状态。利用三态门可以实现总线结构，还可以实现数据的双向传输。

图2-13 74LS125（四路三态缓冲门）

三、实验仪器及材料

1、双踪示波器 2、元器件

TTL芯片： 74LS00 四2输入与非门 1片 74LS125 三态门 1片 74LS07 集电极开路门 1片 毫安表 0～50mA 1只 电压表 0～5V 2只

五、实验内容和实验步骤：

TTL与非门的参数的测试（74LS00）。 （1）空载导通功耗Pon

空载导通功耗Pon的测试电路如图2-2所示。按图接线，合上K1和K2，再合上电源开关，读出电流值ICCL和电压值VCC，记入表2-2。 （2）空载截止功耗Poff

空载截止功耗Poff的测试电路如图2-2所示。按图接线，K1或K2断开，合上电源开关，读出电流值ICCH和电压值VCC，记入表2-2。 （3）低电平输入电流IIL

低电平输入电流IIL的测试电路如图2-3所示。按图接线，读出电流表上显示的电流值记入表2-2。

（4）输出高电平VOH

输出高电平VOH的测试电路如图2-4所示。按图接线，合上K1，断开K2，接通电源，读出电压表上显示的电压值记入表2-2。 （5）输出低电平VOL

输出低电平VOL的测试电路如图2-4所示。按图接线，合上K1和K2，接通电源，读出电压表上显示的电压值记入表2-2。 （6）平均传输延迟时间tpd

平均传输延迟时间tpd的测试电路如图2-14所示。按图接线，3个与非门组成环形振荡器，从示波器中读出振荡周期T，记入表2-2，则平均传输延迟时间tpd=T／6。

图2-14 74LS00平均传输延迟时间tpd的测试电路

（7）扇出系数NO

扇出系数NO的测试电路如图2-7所示。按图接线，1脚和2脚悬空，接通电源，调节电位器Rw，使电压表的值为VOL=0.4V，读出此时的电流表值IOL，记入表2-2，则扇