TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试.pptx

;一·实验目的 二·实验原理 三·实验设备与器件 四·实验内容 五·实验报告 六·集成电路芯片简介 七·TTL集成电路使用规则 ;(1)掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数方法； (2)掌握TTL器件的使用规则； (3)进一步熟悉数字电路实验装置的结构、基本方法和使用方法。 ;本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一片集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。其逻辑框图、符号及引脚排列如图1-1（a）、（b）、（c）所示。 ;1.与非门的逻辑功能 与非门的逻辑功能是：当输入中有一个或一个以上是低电平时，输入端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平，即有“0”得“1”，全“1”得“0”。其逻辑表达式为 2.TTL与非门的主要参数 （1)低电平输出电源 和高电平输出电源电流 与非门处于不同对工作状态，电源提供的电流使不同的。 是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器 件的电流。 是指输出端空载，每个门各有一个以上的 输出端接地，其余输入端悬空，电源器件的电流。通常 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 。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。 和 测试电路如图1-2（a）、（b）所示。 ; 注意：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压VCC只允许在＋5V±10%的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。 (2)地电平输出电流 和高电平输入电流 是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载，由被测输入端流出的电流值。在多门级电路中， 相当于前级门输出低电平时，后缀向前级门灌入的电流，它关系到前级门灌入电流的负载能力，即直接影响前级门电路呆负载的个数，因此希望 小些。 是指被测电路输入端接高电平，其余输入端接地，输出端空载时，流入被测输入端的电流值。在多门级电路电路中，它相当于前级门输出高电平时的前级门的拉电流负载，其大小关系到前级门的拉电流负载能力，希望 小些。由于 较小，难以测量，一般免于测试。 ; 和 的测试电路如图1-2（c）、（d）所示。 图1-2 TTL与非门静态参数测试电路图 ;(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。TTL与非门有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种扇出系数，即低电平扇出系数 和高电平扇出系数 和高电平扇出系数 。通常 ，则 ，故常以 作为门的扇出系数。 的测试电路如图1-3所示，门的输入端去全部悬空，输出端接灌电流负载RLP使 增大， 随之增高。当 达到 （手册中规定低电平规范值0.4V）时的 就是允许灌入的最大负载电流，则 通常 ≥8 ;(4)电压传输特性 门的输出电压u0随之输入电压 ui而变化的曲线u0=f（ui），这称之为门的电压传输特性。通过它可读得门电路的一些重要参数，如输出高电平 VoH、输出低电平的 VoL、开门电平 VoH、阈值电平VT及抗干扰容限VNL、VNH等值。测试电路如图所示，采用逐点测试法，即调节R0，逐点测得 ui及u0，然后绘成曲线。 图1-3 扇出系数测试电路 图1-3 扇出系数测试电路 图1-4传输特性测试电路 ;(5)平均传输延迟时间tpd tpd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形u0边沿下降到u0的0.5V点的时间间隔，如图1-5所示。 （a）传输延迟性 （ b）tpd的测试电路 图1-5 平均传输延迟时间的测量及传输特性 ; 图1-5（a）中的tpdL为导通延迟时间，tpdH为截止延迟时间，平均传输延迟时间为 tpd的测试电路如图1-5（b）所示、由于TTL门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高，故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的震荡周期T来求得。其工作原理：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的A电为逻辑“1”，经过三级门的延迟后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”；在经过三级门的延迟后，A点电平又重新回到逻辑“1”；电路中其他各点电平也随之变化。这说明使A点发生一个周期的震荡，必须经过六级门的