数2_TTL与非门及CMOS门电路实验

TTL与非门及CMOS门电路实验

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TTL与非门及CMOS门电路实验

实验目的

掌握TTL与非门主要参数及传输特性 的测试方法。 了解CMOS非门电路的性能和特点。

熟悉TTL与CMOS器件的互连方法。

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TTL与非门主要参数

输出高电平UOH ●指与非门有一个以上输入 端接地或接低电平时的输 出电平值。 ●空载时UOH必须大于标准 高电平(USU = 2.4V )，接有 拉电流负载时UOH将下降。 ●测试UOH的电路如图1所示。

图1 输出高电平UOH测试电路

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TTL与非门主要参数

输出低电平UOL ●指与非门的所有输入端 都接高电平的输出电平 值。 ●空载时UOL必须低于标准 低电平： USL = 0.4V，接有灌电流 负载时UOL将上升。 ●测试UOL的电路如图2所 示。

图2 输出低电平UOL测试电路

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输入短路电流IIS ●指被测输入端接地，其 余输入端悬空时，由被 测输入端流出的电流。 ●前级输出低电平时后级 门的IIS就是前级的灌电 流。一般IIS <1.6mA ， 测试IIS的电路见图3。

图3 短路电流IIS测试电路

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扇出系数N ●指能驱动同类门电路的数 目，用以衡量带负载的能 力。 ●测量电路如图4所示，即 测出输出不超过标准低电 平时的最大允许负载电流 IOL,,然后计算： N = IOL / IIS 一般N ＞8的与非门才被 认为是合格的。

图4 扇出系数N测量电路

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TTL与非门的传输特性

如图5(a）所示。利用电压传输特性可以检查和判断TTL与非门是 否工作正常，同时可以直接读出其主要静态参数如UOH、UOL、UON、 UOFF和△1、△0。传输特性的测试电路如图5（b）。

图 5（a） TTL与非门电压传输特性

图5（b）传输特性的测试电路

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CMOS集成电路的特点

静态功耗极低。74系列的TTL门功耗约为10mW，而 CMOS电路只有0.01～0.1μW。 允许电源电压有较大波动。CMOS电路的电源电压范围为 3～15V，当电源电压波动较大时仍能正常工作。 抗干扰能力强。CMOS电路抗干扰能力为1.5～6V，可达 到电源电压的45％且随电源电压的增高抗干扰能力也增强, 而TTL电路的抗干扰能力为0.8V左右，为电源电压的 16％。 扇出系数大。CMOS电路由于输入阻抗极高扇出系数可达 到50。但由于CMOS电路的负载是容性负载,负载数目的增 加会导致传输时间上升、工作速度下降。 温度稳定性好。

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