实验1 TTL门电路逻辑功能测试
一. 实验目的
1. 掌握常用TTL集成逻辑门的逻辑功能及其测试方法；
2. 熟悉数字电路实验箱的使用方法。
二. 实验原理
1.门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间存在一定的逻辑关系。本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。
2．集成电路外引线的识别
使用集成电路前，必须认真查对识别集成电路的引脚，确认电源、地、输入、输出、控制等端的引脚号，以免因接错而损坏器件。引脚排列的一般规律为：
扁平和双列直插型集成电路：识别时，将文字，符号标记正放（一般集成电路上有一圆点或有一缺口，将圆点或缺口置于左方），由顶部俯视，从左下脚起，按逆时针方向数，依次1.2.3……。扁平型多用于数字集成电路。双列直插型广泛用于模拟和数字集成电路。
三. 实验设备与器件
序号 名 称 型号与规格 数 量 备 注
1 数字电路实验箱 1台
2 双踪示波器 1台
3 万用表 1台
4 数字信号发生器 1台
5 集成芯片 74LS00 2片 二输入端四与非门
四. 实验内容与步骤
1. 测试与非门的逻辑功能
(1)在实验箱上选取一个14插座，按定位标记插好74L00集成块。
(2)将实验箱上＋5V直流电源接74LS00的14脚，地接7脚，将1、2脚接逻辑电平开关输出口，输出3脚接发光二极管显示。 图 1 集成电路外引线的识别 (3)按照表1所示，改变74LS20的1、2、4、5脚输入值，观察并记录发光二极管显示情况（发光管亮，表示输出高电平“1”，发光管不亮，表示输出低电平“0”）。
表1
输入端 输出端
1脚 2脚 3脚
0 0
O 1
1 O
1 1
2．测试逻辑电路的逻辑关系
用74LS00按图2接线，将输入输出逻辑关系分别填入表2中。
表2
输入 输出
TTL门电路的逻辑功能和特征测试(精) 1 / 8
实训一 TTL 门电路的逻辑功能和特征测试
一、 实训目的
1．熟习 TTL 与非门逻辑功能的测试方法；
2．熟习 TTL 与非门特征参数的意义以及传输特征的测试方法；
3．掌握 TTL 门电路的使用方法。
二、 实训内容
1．测试 TTL 与非门逻辑功能；
2．测试 TTL 与非门的特征参数。
三、 实训主要元件
74LS00（四二输入 “与非门 ”）
外引线摆列图：
74LS04（六反相器 ）
外引线摆列图： TTL门电路的逻辑功能和特征测试(精) 2 / 8
四、 实训原理 74LS32 ( 四二输入或门 )
在系统电路设计时，常常要用到一些门电路，而门电路的一些特征参数的利害，在很大程度上影响整机工作的靠谱性。
门电路的参数往常分两种：静态参数和动向参数。
1． TTL 逻辑门的主要参数有：
(1) 扇入系数 Ni 和扇出系数 NO：能使电路正常工作的输入端数量和电路正常工作能带动的同型号门的数量。 (2) 输出高电平 VOH ：一般为 VOH≥ 2.4V (3) 输出低电平 VOL ：一般为 VOL≤ 0.4V (4) 电压传输特征曲线、开门电平 VOn 和关门电平 Voff
(5) 输入短路电流 IIS：一个输入端接地，其余输入端悬空时，流过该接地输入端的电流为输入短路电流。
(6) 空载导通功耗 Pon：指输入所有为高电平、输出为低电平且不带负载时的功率消耗。
(7) 空载截止功耗 Poff；指输入有低电平、输出为高电平且不带负载时的功率消耗。 (8) 抗扰乱噪声容限：电路可以保持正确的逻辑关系所同意的最大扰乱电压值。 (9) 均匀传输延缓时间： t pd = (t pdl + t pdh ) / 2
实验1 TTL集成逻辑门路的测试与使用
一、实验目的
1. 掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数测试方法；
2. 掌握TTL器件的使用规则；
3. 进一步熟悉数字电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。
二、实验器材
1. ±5V直流电源、逻辑电平开关、0-1指示器、万能表一个 74LS20*1块；
变阻器WS-30-1K（10KΩ），
三、实验内容
1. 验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能
图1.1
门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”。
门的输出端接由LED发光二极管组成的0-1指示器的显示插口，LED亮为逻辑“1”，不亮为逻辑“0”。按表1.1的真值表逐个测试集成电路中一个与非门的逻辑功能。
输入 输出
A1 B1 C1 D1
1 1 1 1
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0
（2）按图1.4接线，调节电位器RW，使VI从0V向高电平变化，逐点测量VI和VO的对应值，记入表1.3中。
VI（V） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 „
VO（V）
图1.4
四、实验结果总结
TTL逻辑门电路
原文
TTL逻辑门电路
以双极型半导体管为基本元件，集成在一块硅片上，并具有一定的逻辑功能的电路称为双极型逻辑集成电路，简称TTL逻辑门电路。计算机/外设
下面首先讨论基本的BJT反相器的开关速度不高的原因，再讨论改进的TTL反相器和TTL逻辑门电路。
一、基本的BJT反相器的动态性能
BJT开关速度受到限制的原因主要是由于BJT基区内存储电荷的影响，电荷的存进和消散需要一定的时间。
考虑到负载电容CL的影响后基本反相器将成为如下图所示的电路
。图中CL包含了门电路之间的接线电容以及门电路的输进电容。
当反相器输出电压vO由低向高过渡时，电路由VCC通过Rc对CL充电。
当vO由高向低过渡时，CL又将通过BJT放电。
这样，CL的充、放电过程均需经历一定的时间，这必然会增加输出电压vO波形的上升时间和下降时间。特别是CL充电回路的时间常数RcCL较大时，vO上升较慢，即增加了上升时间。
基于器件内部和负载电容的影响，导致基本BJT反相器的开关速度不高。
寻求更为实用的TTL电路结构，是下面所要讨论的题目。
二、TTL反相器的基本电路 由前面的分析已知，带电阻负载的BJT反相器，其动态性能不理想。在保持逻辑功能不变的条件下，可以另外增加若干元器以改善其动态性能，如减少由于BJT基区电荷存储效应和负载电容所引起的时延。这需改变反相器输进电路和输出电路的结构，以形成TTL反相器的基本电路。下图就是一个TTL反相器的基本电路。
该电路由三部分组成：
由三极管T1组成电路的输进级；
由T3、T4和二极管D组成输出级；
由T2组成的中间级作为输出级的驱动电路，将T2的单端输进信号vI2转换为互补的双端输出信号vI3和vI4，以驱动T3和T4。
1.TTL反相器的工作原理
这里主要分析TTL反相器的逻辑关系,并估算电路中有关各点的电压，以得到简单的定量概念。
(1)当输进为高电平，如vI=3.6V时，电源VCC通过Rbl和T1的集电结向T2、T3提供基极电流，使T2、T3饱和，输出为低电平，如vO=0.2V。此时VB1=VBC1+VBE2+VBE3=(0.7+0.7+0.7)V=2.1V T1的发射结处于反向偏置，而集电结处于正向偏置。所以T1处于发射结和集电结颠倒使用的放大状态。由于T2和T3饱和，输出VC3=0.2V，同时可估算出VC2的值：VC2=VCE2+VB3=(0.2+0.7)V=0.9V
