实验一集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

实验一 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

一、实验目的

1、掌握TTL、CMOS集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法 2、掌握TTL、CMOS器件的使用规则

3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法 二、实验原理

TTL集成与非门：双四输入与非门74LS20

图2－1 74LS20逻辑符号及引脚排列

CMOS集成与非门四二输入与非门CD4011

VCCGND

1、与非门的逻辑功能：有“0”得“1”，全“1”得“0”。

其逻辑表达式为 Y?(A?B?...)? 2、与非门的主要参数

(1)低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH

ICCL是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。ICCH是指输出端空截，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。

(a) (b) (c) (d) 图2－2与非门静态参数测试电路图

(2)低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH。IiL是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。IiH是指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端空载时，流入被测输入端的电流值。 (3)扇出系数NO

扇出系数NO是指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一个参数。

(4)电压传输特性

门的输出电压vO随输入电压vi

而变化的曲线vo＝f(vi) 。

图2－3 传输特性测试电路

(5)平均传输延迟时间tpd

三、实验设备与器件

1、+5V直流电源 2、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、直流数字电压表 5、直流毫安表 6、直流微安表

7、74LS20×2、CC4011、1K、10K电位器，200Ω电阻器(0.5W) 四、实验内容 （一）TTL集成门

1、验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能

输 入 A 1 0 1 B 1 1 0 C 1 1 1 D 1 1 1 输 出 Y1 Y2 1 1 1 1 0 1 1 0 2、74LS20主要参数的测试

(1)分别按图2－2接线并进行测试，将测试结果记入表中。

ICCL (mA) ICCH (mA) IiL (mA) IOL (mA) (2)接图2－4接线，调节电位器RW，使vi从OV向高电平变化，逐点测量vi和vO的对应值，记入表中。 Vi(V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 ? VO(V) （二）CMOS集成门

1、CMOS与非门CC4011参数测试（方法与TTL电路相同） (1)测试CC4011一个门的ICCL，ICCH，IiL，IiH

(2)测试CC4011一个门的传输特性（一个输入端作信号输入，另一个输入端接逻辑高电平）

2、验证CMOS各门电路的逻辑功能。

验证与非门CC4011、与门CC4081、或门CC4071及或非门CC4001逻辑功能

输 入 A B 0 0 0 1 1 0 1 1 Y1 输 出 Y2 Y3 Y4 3、观察与非门、与门、或非门对脉冲的控制作用。

选用与非门按图3－2(a)、(b)接线，将一个输入端接连续脉冲源（频率为20KHz），用示波器观察两种电路的输出波形，记录之。

然后测定“与门”和“或非门”对连续脉冲的控制作用。

(a) (b)

图3－2 与非门对脉冲的控制作用