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TTL集成逻辑门参数(cānshù)测试TTL集成(jí chénɡ)逻辑门参数测试实验(shíyàn)三 TTL与CM0S集成逻辑门的参数(cānshù)测试一、实验(shíyàn)目的1.掌握(zhǎngwò)TTL“与非门”主要参数的意义(yìyì)及测试方法。
2.掌握CMOS“与非门”主要参数的意义及测试方法。
3.掌握TTL器件、CMOS器件的使用规则。
二、实验原理在数字电路设计时，要使用各种门电路。
门电路的参数的好坏，在很大程度上影响整机的性能和可靠性。
本实验通过测试TTL型 74LS00和CMOS 型CD4011两种四２输入与非门的主要参数，掌握两类常用门电路的主要参数和测试方法。
74LS00和CD4011集成电路外引脚排列图如图3-1(a)、(b)所示。
79门电路的参数按时间特性分为两种：静态参(a)74LS00 (b) CD 4011图3-1 74LS00和CD4011集成电路外引脚排列图数和动态参数。
静态参数指电路处于稳定的逻辑(luó jí)状态下测得的参数；而动态参数则指逻辑状态转换过程中与时间有关的参数。
本讲义介绍的门电路参数和测试方法系根据“中国电子技术标准化研究所”出版(chūbǎn)的《标准集成电路数据手册》系列中《TTL电路》、《TTL 电路增补本》、《CMOS4000T》和《高速CMOS电路》材料编写，符合(fúhé)国家标准GB4589.1-84《半导体集成电路总规范》。
（一）TTL与非门主要参数1．推荐(tuījiàn)工作条件80常见(chánɡ jiàn)TTL门电路最佳工作条件如表3.1所示。
表3.1 推荐工作条件型号参数名称7400系列74LS00系列单位最小额定最大最小额定最大电源电压V CC4.555.5 4.55 5.5V 输入高电平电压V IH22V 输入低电平电压V IL0.80.8V输出高电平电流I OH-40-40μA输出低电平电流I OL168mA812．电源(diànyuán)电流包括输出(shūchū)低电平时电源电流I CCL、输出高电平时电源(diànyuán)电流I CCH。
实验一集成TTL门电路逻辑功能及参数测一、实验目的⒈理解集成TTL门电路逻辑功能及参数测试的必要性。
⒉熟悉TTL与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能。
⒊掌握TTL与非门电路的主要参数及其测试方法。
二、预习要求⒈复习TTL门电路的基本工作原理。
⒉认真阅读讲义，明确各参数的定义、测试条件及测试方法。
⒊熟悉掌握数字逻辑实验箱的使用方法。
⒋了解被测TTL门电路的管脚排列及其功能。
三、实验设备与器材⒈数字逻辑实验箱⒉万用表⒊7421四输入双与非门、T072与或非门、74LS136二输入端四异或门各一块。
四、实验内容及步骤⒈测试与非门的逻辑功能①先将7421四输入端双与非门，按缺口标志向左排列，放入实验箱多孔插座板上。
参照图14-1，再按图14-2所示接好线。
输入端分别接不同的逻辑开关K，输出接发光的二极管器L。
(2)改变逻辑开关，实现各输入端高、低电平的转换；用发光二极管观察输出端逻辑状态，并用万用表测出对应电平值。
图14-17421引脚排列图图14-2与非门接线图(3)记录不同输入和输出状态的对应关系。
列出真值表。
⒉测试与或非门的逻辑功能图14-3T072引脚排列图14-4与或非接线图(1)参照图14-3T072引脚排列，按图14－-4所示接好线。
(2)改变逻辑开关的状态，用发光二极管观察输出状态。
(3)记录各输入与输出对应状态，并列出真值表。
⒊测试异或门的逻辑功能图14-574LS136引脚排列图14-6异或门接线(1)先将74LS136二输入端四异或门(集电报开路异或门)，插入实验箱多孔插座板上。
参照图14-5 74LS136引脚排列，按图14-6所示接好线。
(2)改变逻辑开关的状态，观察输出状态。
(3)记录各输入与之对应的输出状态，并列出真值表。
⒋测试TTL与非门电压传输特性图14-7 TTL与非门电压传输特性测试图图14-8 用JT-1测TTL与非门电压传输特性曲线方法一：(1)按图14-7TTL与非门电压传输特性测试图接好线。
实验二TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法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，基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块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2－1(a)、(b)、(c)所示。
(b)（a） (c)图2－1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；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 Y＝2、TTL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与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。
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。
通常ICCL ＞ICCH，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PCCL ＝VCCICCL。
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。
ICCL 和ICCH测试电路如图2－2(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。
(a) (b) (c) (d)图2－2 TTL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。
在多级门电路中，IiL相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望IiL小些。
课程 数字电路 学号 姓名 成绩实验名称 实验一实验仪器的使用及集成门电路参数测试 一、实验目的 1、熟悉实验仪器；2、握TTL 门电路主要参数的定义和测试方法。
二、实验仪器 数字电路实验箱、集成电路（74LS00⨯2）、连接线若干。
三、预习要求（带预习报告进实验室） 复习TTL 门电路的逻辑功能。
四、实验电路工作原理74LS00是TTL 类型、肖特基结构、低功耗与非逻辑的门电路。
当输入端A 、B 有一个为低电平时，输出Y 为高电平；当输入端A 、B 均为高电平时，输出Y 为低电平。
图2中的14脚为电源端，7脚为接地端。
五、实验内容1、熟悉数字电路实验箱结构该实验箱表面设有工作电源V CC （5V ）、逻辑开关、LED 指示灯、单次脉冲、连续脉冲以及计数器、译码器显示电路等。
2、74LS00功能测试按图3的测试电路连线，将测试结果填入真值表表1中，验证逻辑功能是否正确。
图2 四2与非门引脚&A ：1、4、9、12B ：2、5、10、13Y ：3、6、8、11图1逻辑功能：AB Y =3、TTL 与非门74LS00参数测试（1）按图4测试电路连线，用万用表5V 档测量高电平输出电压V OH ，并且将测量结果填入表2中。
（2）按图5测试电路连线，用万用表0.5V 档测量低电平输出电压V OL ，并且将测量结果填入表2中。
4、用74LS00设计一个异或门，并且将验证结果填入表3中。
设计思路：首先将A 、B 的异或式转换成与非式，然后根据异或与非式按图2引脚图连线，最后将输入端A 、B 接高、低电平开关，输出接指示灯验证其功能。
设计参考（1）B A B A B A B A B A Y ⋅⋅⋅=+=⊕= 需要5个门，即二片74LS00实现。
（2）实验电路如图6所示。
（3）异或电路真值表如表3所示。
5V 图3 测试电路图4测试电路图5测试电路六、思考题（列表回答）1、与门、或门、与非门、或非门的多余端如何处理？2、在与门、或门、与非门、或非门中，有一个输入端分别接高电平，对输出有何影响？3、在与门、或门、与非门、或非门中，有一个输入端分别接低电平，对输出有何影响？七、对该实验的体会、看法以及在实验中遇到的问题和解决问题的过程。
第2章 数字电路与逻辑设计基本实验2.1 TTL 和CMOS 集成门电路参数测试2.1.1 实验目的1.了解TTL 和CMOS 逻辑门电路的主要参数及参数意义。
2.熟悉TTL 和CMOS 逻辑门电路的主要参数的测量方法。
3.掌握TTL 和CMOS 逻辑门电路的逻辑功能及使用规则。
4.掌握数字电路与逻辑设计实验的基本操作规范。
2.1.2 实验仪器及器件2.1.3 实验原理逻辑门电路早期是由分立元件构成，体积大，性能差。
随着半导体工艺的不断发展，电路设计也随之改进，使所有元器件连同布线都集成在一小块硅芯片上，形成集成逻辑门。
集成逻辑门是最基本的数字集成元件，目前使用较普遍的双极型数字集成电路是TTL 逻辑门电路，它的品种已超过千种。
CMOS 逻辑门电路是在TTL 电路问世之后，所开发出的另一种广泛应用的数字集成器件。
从发展趋势来看，由于制造工艺的改进，CMOS 器件的性能有可能超越TTL 而成为占主导地位的逻辑器件。
CMOS 器件的工作速度可以接近TTL 器件，而它的功耗和抗干扰能力则远优于TTL 器件。
早期生产的CMOS 门电路为4000系列，随后发展为4000B 系列。
当前与TTL 兼容的CMOS 器件如74HCT 系列等，可与TTL 器件替换使用。
通过本次实验，希望同学们初步掌握数字电路集成芯片的使用方法及实验的基本操作规范。
GND1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A4B4Y3A3B3YV CCV SS1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A4B4Y3A3B3YV DD图2.1.1 74LS00管脚排列及逻辑符号 图2.1.2 CD4011B 管脚排列及逻辑符号（一）TTL与非门的参数本实验采用TTL双极型数字集成逻辑门器件74LS00，它有四个2输入与非门，封装形式为双列直插式，引脚排列及逻辑符号如图2.1.1所示，其中A、B为输入端，Y为输出端，Y 。
TTL逻辑门电路主要参数有：输入输出关系为AB1．电源特性参数I CCL、I CCHI CCL是指输出端为低电平时电源提供给器件的电流，即逻辑门的输入端全部悬空或接高电平时，且该门输出端空载时电源提供器件的电流；I CCH是指输出为高电平时电源提供给器件的电流，即输入端至少有一个接地，输出端空载时电源提供器件的电流。
实验二TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法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，基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块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2－1(a)、(b)、(c)所示。
(b)（a） (c)图2－1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；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 Y＝2、TTL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与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。
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。
通常ICCL ＞ICCH，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PCCL ＝VCCICCL。
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。
ICCL 和ICCH测试电路如图2－2(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。
(a) (b) (c) (d)图2－2 TTL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。
在多级门电路中，IiL相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望IiL小些。
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：计算机系专业：计算机科学与技术年级： 07级姓名：学号：实验课程：数字电子技术基础实验室号：___ 实验设备号： 9 实验时间： 2008-12-2 指导教师签字：成绩：实验一 TTL门电路的逻辑功能和参数测试一、实验目的和要求1、掌握TTL器件的使用规则。
2、掌握TTL集成与非门的逻辑功能。
3、掌握TTL集成与非门的主要性能参数及测试方法。
二、实验原理本实验采用二输入四与非门74LS00（它的顶视图见附录），即一块集成块内含有四个相互独立的与非门，每个与非门有两个输入端。
1、TTL集成与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能框图如图1-1所示，当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出为高电平；只有输入端输入全都为高电平时，输出端才是低电平。
2、TTL集成与非门的主要参数有输出高电平VOH 、输出低电平VOL、输入短路电流Iis 、扇出系数N、电压传输特性和平均传输延迟时间tpd等。
（1）TTL门电路的输出高电平VOHVOH是与非门有一个或多个输入端接地或接低电平时的输出电压值，此时与非门工作管处于截止状态。
空载时，VOH的典型值为3.4~3.6V，接有拉电流负载时，VOH下降。
（2）TTL 门电路的输出低电平V OLV OL 是与非门所有输入端都接高电平时的输出电压值，此时与非工作管处于饱和导通状态。
空载时，它的典型值约为0.2V ，接有灌电流负载时，V OL 将上升。
（3）TTL 门电路的输入短路电流I is它是指当被测输入端接地，其余端悬空，输出端空载时，由被测输入端输出的电流值，测试电路图如图1-2。
（4）TTL 门电路的扇出系数N 0扇出系数N0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 集成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，它有两种扇出系数，即低电平扇出系数N OL 和高电平扇出系数N OH 。
