实验二-门电路的特性.docx

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1、实验二门电路的特性(终结报告)n预习报告（记录有原始数据）一．实验目的1.在理解CMOS门电路和TTL门电路的工作原理和电特性基础上，学习并掌握其电特性主要参数的测试方法。2.学习并掌握数字集成电路的正确使用方法二．预习任务1，回顾实验一“常用电子仪器使用”，回答下列问题：（1）如何调整函数发生器，使其输出100Hz、0~5V的三角波信号？选择三角波输出选项，通过“50Ω”输出端连接示波器观察波形，通过调节函数信号发生器的频率旋钮，调节频率至100Hz,Vp-p为5V，将示波器的参考电平位置设置在三角波的最低值处，得到0-5V的三

2、角波，用示波器进行实际测量，判断调节是否正确应该以示波器的测量结果为准。（2）用示波器观测到如图1所示的a、b两个信号，假设此时示波器的垂直定标（灵敏度）旋钮位置分别为1V/格和2V/格，请写出它们的最高值和最低值。解：图(a)中最高值为2V，最低值为-2V图(b)中最高值为4V，最低值为0V（3）电压传输特性曲线是指输出电压随输入电压变化的曲线。示波器默认的时基模式为“标准（YT）模式”显示的是电压随时间变化的波形，若要观测电压传输特性曲线，需改变示波器上哪些菜单或旋钮？解：示波器默认的时基模式为“标准（YT）模式”，若要观察电

3、压传输特性，应该将时基模式调节为XY模式。具体调节方法如下：按下【Horiz】按钮，在“水平设置菜单”中，按下时间模式，然后改变时基模式由原来的“标准”变为“XY模式”。（1）用示波器观测两路信号时，如何调整示波器使波形稳定的显示在屏幕上?应该合理设置触发源和触发电平使得波形稳定，调节【Trigger】旋钮1，仔细阅读《数字电子技术基础》第三章相关内容，并结合各项任务完成以下内容。（1）写出各测试电路中门电路的工作电压。测试电路1，工作电压VDD=5V；测试电路2，VDD=12V；测试电路3，工作电压为VDD=5V；（2）写出各测

4、试电路输入信号的类型、频率、电压值。测试电路1，（3）什么是阈值电压？什么是噪声容限？在电压传输特性曲线中如何读取？解：阈值电压：通常将传输特性曲线中输出电压随输入电压改变而急剧变化转折区的中点对应的输入电压称为阈值电压；噪声容限：是指在前一极输出为最坏的情况下，为保证后一极正常工作，所允许的最大噪声幅度；高电平噪声容限=最小输出高电平电压-最小输入高电平电压低电平噪声容限=最大输入低电平电压-最大输出低电平电压噪声容限=min{高电平噪声容限，低电平噪声容限}（4）写出各项任务的测试方法及步骤。步骤见各任务；（5）列出各项任务记

5、录数据的表格。表格见各任务；（6）写出测试过程中的注意事项。测试2：每次在改变变阻器阻值时，都要断电后再进行电阻的测量，而且计算时电阻的取值以实际测量值为准；测试3：要注意传输延迟时间的定义，是以输入，输出的幅值的一半对应的时间点为基准进行计算的数据记录（7）根据选做任务内容分析图5电路，试着给出取样电阻R的阻值范围。三．必做任务1.CMOS与非门CD4011的电压传输特性CD4011引脚图如下Vi输出100Hz,0-5V的锯齿波，因此工作电压=5V，接地实验步骤：（1）连接电路，注意芯片的放置方式以及引脚的位置（2）利用示波器观

6、察函数信号发生器产生的波形符合要求后，再将信号接到输入端（3）将示波器调到XY工作方式，CH1接输入，CH2接输出（4）观察电压传输特性，读取并标注和记录数据；实验数据记录表格工作电压实测：4.99V；阈值电压输入噪声容限输出噪声容限2.575V2.82V2.3875V2.测试CMOS与非门CD4011输出低电平负载特性改变RL的阻值，用逐点法画出CMOS与非门低电平输出特性曲线，并以此估计=5V时的导通电阻测试电路如下输入端接高电平，该电路的电路可以等效为本实验中工作电压VDD取5V，输入信号为高电平直流信号，直接接在VDD上即

7、可实验步骤(1)电路连接完毕后，将变阻器调到最大位置，再开始进行实验(2)逐点改变RL的阻值，测量输出电压，并以此计算出输出电流*注意事项每次在改变变阻器阻值时，都要断电后再进行电阻的测量，而且计算时电阻的取值以实际测量值为准实验数据记录表如下RL(Ω)∞24k15k10k9.1k8.2k7.5k5.1k4.7k3.6k2.4kVo(V)-0.0003　0.03　0.04870.0730.0810.09010.09890.14460.158　0.21　0.31IoL(mA)0　0.2070.3290.4920.5390.5980.

8、6520.951.0281.3281.95实验后可以绘制Vo与IoL的关系图像，二者的比值应该是常数，该常数就是=5V时的导通电阻3.CMOS与非门CD4011的传输延迟时间,测试电路如下该实验的输入Vi是频率为20kHz的方波信号，记录输入，输出