ttl集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

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1、TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试哈尔滨信息工程学院教师：宿文玲日期：2016-10一·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集成电路使用规则实验简介(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。一·实验目的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。二·实验原理(c)图1-174LS20逻辑框图、逻辑

2、符号及引脚排列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

3、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

4、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1-2TTL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

5、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tpdtpd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

6、-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，必须经过六级门的延迟时间。因此平均传输时

7、间为TTL电路的tpd一般在10～40ns之间。74LS20主要参数规范如表1-1所示。参数名称和符号规范值/单位测试条件直流参数通导电源电流，输入端悬空，输出端空载截止电源电流<7mA，输入端接地，输出端空载低电平输入电流，被测输入端接地，其他输入端悬空，输出端空载高电平输入电流，被测输入端，其他输入端接地，输出端空载<1mA，被测输入端，其他输入端接地，输出端空载直流参数输出高电平，被测输入端，其他输入端悬空，输出低电平<0.4V,输入端扇出系数≥8V同和交流参数平均传输延迟时间≤20ns,被测输入