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1、 1实验三 CMOS 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试 实验三 CMOS 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试 一、实验目的 l掌握 CMOS 集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则。 2学会 CMOS 集成门电路主要参数的测试方法 二、实验原理 1CMOS 集成电路是将 N 沟道 MOS 晶体管和 P 沟道 MOS 晶体管同时用于一个集成电路中，成为组合二种沟道 MOS 管性能的更优良的集成电路，CMOS 集成电路的主要优点是： (1）功耗低，其静态工作电流在910A 数量级，是目前所有数字集成电路中最低的，而 TTL 器件的功耗则大得多。 (2)高输入阻抗，通常大于1010，远高于 TTL 器件的输
2、入阻抗。 (3)接近理想的传输特性，输出高电平可达电源电压的 999以上，低电平可达电源电压的 01以下，因此输出逻辑电平的摆幅很大，噪章容限很高。 (4)电源电压范围广，可在+3V+18V 范围内正常运行。 (5)由于有很高的输入阻抗，要求驱动电流很小，约 01uA，输出电流在+5V 电源下约为 500uA，远小于 TTL 电路，如以此电流来驱动同类门电路，其扇出系数将非常大。在一般低频率时，无需考虑扇出系数，但在高频时，后级门的输入电容将成为主要负载，使其扇出能力下降，所以在较高频率工作时，CMOS 电路的扇出系数一般取 1020。 2CMOS 门电路逻辑功能 尽管 CMOS 与 TTL
3、电路内部结构不同，但它们的逻辑功能完全一样。本实验将测定与门 CC408l，或门 CC4071，与非门 CC401l，或非门 CC400l 的逻辑功能。 3CMOS 与非门的主要参数 CMOS 与非门主要参数的定义及测试方法与 TTL 电路相仿，从略。 4CMOS 电路的使用规则 由于 CMOS 电路有很高的输入阻抗，这给使用者带来一定的麻烦，即外来的干扰信号很容易在一些悬空的输入端上感应出很高的电压，以至损坏器件。 2CMOS 电路的使用规则如下： (1)DDV接电源正极，SSV接电源负极(通常接地)，不得接反。CC4000 系列的电源允许电压在+3+18V 范围内选择，实验中一般要求使用+
4、5+15V。 (2)所有输入端一律不准悬空 闲置输入端的处理方法：按照逻辑要求，直接接DDV(与非门)或接SSV(或非门)；在工作频率不高的电路中，允许输入端并联使用。 (3)输出端不允许直接与DDV或SSV连接，否则将导致器件损坏。 (4)在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。 (5)焊接、测试和储存时的注意事项：电路应存放在导电的容器内，有良好的静电屏蔽；焊接时必须切断电源，电烙铁外壳必须良好接地，或拔下烙铁，靠其余热焊接；所有的测试仪器必须良好接地。 三、实验仪器及设备 1数字逻辑实验箱 1 台 2元器件：直流毫安表、直流微安表、直流电压表、CC4011、C
5、C4001、CC4071、CC4081、电位器 100K、电阻 1 K 四、实验内容 1CMOS 与非门 CC4011 参数测试（方法与 TTL 电路相同） (1)测试 CC4011 一个门的CCLI、CCHI、iLI、OLI(2)测试 CC4011 一个门的传输特性(一个输入端作信号输入，另个输入端接逻辑高电平) 2验证 CMOS 各门电路的逻辑功能，判断其好坏。 验证与非门 CC4011、与门 CC4081、或门 CC4071 及或非门 CC4001 的逻辑功能。 以 CC4011 为例： 测试时， 选好某一个 14P 插座， 插入被测器件， 其输入端 A、B 接逻辑开关的输出插口，其输出端 Y 接至逻辑电平显示器输入插口，拨动逻辑电平开关，逐个测试各门的逻辑功能，并记入自制的表中。 3五、实验记录 CCLI(mA) CCHI(mA) iLI(mA) OLI(mA) oN 六、实验预习要求 1熟悉实验用各集成门引脚功能。 2画出各实验内容的测试电路与数据记录表格。 3画好实验用各门电路的真值表表格。 4各 CMOS 门电路闲置输入端如何处理? 七、实验报告 l整理实验结果、 ，用坐标纸画出传输特性曲线。 2根据实验结果，写出各门电路的逻辑表达式，并判断被测电路的功能好坏。
