实验指导书数字部分.doc

实验十三 集成与非门参数测试 一、实验目的 1、掌握74LS20及74LS00型TTL集成与非门主要参数的测试方法； 2、掌握与非门逻辑功能的测试方法； 3、认识各种门电路及掌握空余端处理方法。 二、试验原理 本实验所使用的74LS20（双四输入与非门）或74LS00（四二输入与非门）是一种低功耗肖特基集成TTL门电路，其电路图及引线功能及排列图如下： 图13-1 74LS00及74LS20采用肖特基二极管作为输入级，组成与门电路，而用三极管作为输出级而实现非的逻辑功能。下面分析该电路的工作过程： ①输入端至少有一接低电平的情况——“关门状态” 假设A端接低电平0.3V，则VB1=0.3+0.2=0.5V（0.2V为肖特基二极管导通电压）。此电压使T1﹑T2﹑T5均截止，VCC通过8k电阻给T3、T4提供偏置电流，T3﹑T4导通，且处于空载电流很小的饱和状态。输出高电平VOH达3.6V。输出电阻是复合管电阻，其数值很小，输出高电平稳定，且可带一定的拉电流负载（IOH）。 ②输入端全部接高电平(3.6V)——“开门状态” 这时VB1=VBEI+VBE5=0.7+0.7=1.4V，各输入二极管均截止。T1、T5正偏且有足够大的基极流使T1、T5饱和导通，输出为低电平VOL=0.3V，VB3=VC1=VBE5+VCES1=0.7+0.3=1V，其电位差VB3-VC5=1-0.3=0.7V，此值不会使T3、T4同时导通。但T3的发射极有一电阻，较易导通，故为微导通状态。T4截止，其很大的输出电阻作为T5的负载，所以T5这时可带较大的灌电流 负载（IOL）。 以上分析说明74LS00和74LS20型TTL电路能实现“与非”的逻辑功能，7400为二输入与非门 ； 7420为四输入与非门 。 三、实验内容 1．元件认识 观察集成芯片的外形，了解引脚排列及各管脚的位置和功用。 2．参数测量 (1) 空载导通功耗PON的测量 测量电路如图13-2所示，与非门输入端全部开路、输出端空载，测量电源电流ICC ，得两个（或四个）与非门总的空载导通功耗。 此值小于20mW为合格，测得： ICC= mA。 (2) 输入端短路电流IIS的测量 将与非门任一输入端经毫安表接地，如图13-3所示，其余各端悬空，毫安表读数即IIS值，此值小于0.4mA为合格。测得： IIS = mA。 (3) 开门电平VON和关门电平VOFF的测量。 a．VON的测量 测量电路如图13-4所示。在测量时，将VI从0逐渐增加,当输出端刚刚达到0. 35V左右时的输入电压即为VON，此值小于1.8V为合格。测得： VON= V。 b．VOFF的测量 测量电路同上。调节输入电压VI，使开始时的输出端为低电平，然后逐渐减小VI，当输出端刚刚达到高电平2.7V时的输入电压即为VOFF，此值大于0. 8V为合格。测得: VOFF = V。 (4)输出高电平VOH和输出低电平VOL 的测量 a．测量电路同上。将与非门任一输入端接地，其它输入端悬空，测量输出端的电压值，即得VOH，此值大于3.2V为合格。测得： VOH = V。 b．VOL的测量 测量电路同上。将输入电平VI调至输入高电平3.6V,此时测得的输出电压值即为输出低电平VOL的值，此值小于0.35V为合格。测得: VOL = V。 实际上，只要开门电平VON合格，VOL也一定合格。 3．逻辑功能侧试 与非门输入端接逻辑开关（0/1开关），与非门输出端接发光二极管（LED0/1指示器）。扳动0/1开关，给与非门输入不同的逻辑电平组合，观察LED0/1指示器显示状态，LED亮为高电平（逻辑1），LED熄灭为低电平（逻辑0），列出真值表。 4．动态测试 (1)从任一输入端输入单极性方波信号，如图13-5所示（方波信号可从数字逻辑实验系统中获得，方波信号频率以能稳定观察波形为准），其它输入均接高电平(0/1打在1位置)，用