实验2 门电路特性参数测试 实验二 门电路特性、参数测试 说明：实验内容中，红色标注的部分为基本内容，必须完成其他内容按照实验 老师的要求做 一、实验目的 1. 了解数字集成电路外形结构及外部引脚的排列规律 2. 掌握逻辑门电路主要特性、参数的测试方法 3．学习查阅器件手册 4．进一步训练实验箱及常用仪器的使用方法 二、实验资料 1．TTL与非门74LS00 74LS00为四个2输入TTL与非门，为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列如图2.1所示它共有4个独立的两输入端 “与非”门，各个门的构造和逻辑功能相同，其内部电路结构如图 2.2 所示 VCC17kR18k1____VCC1312_11109_8A4kB1.5k3kY__GND1234567 图2.1 74LS00引脚排列 图2.2 74LS00与非门内部电路结构 74LS00特性参数见表2-1、表2-2、表2-3 表2-1 推荐工作条件 参数 VCC IOH IOL TA 最小 4.75 0 标称 5 最大 5.25 -400_ 8 70 单位 V μA mA ℃ _负号表示电流由器件流出 表2-2 直流特性（0～70℃） 参数 VIH VIL VOH VOL IIH 测试条件 VCC=min, VIL=ma_, IOH=ma_ VCC=min, VIH=2V, IOL=ma_ VCC=ma_, VIH=2.7V 最小 典型 最大 单位 2 2.7 3.4 0.25 0.8 0.5 20 V V V V μA IIL ICC TPHL VCC=ma_, VIL=0.4V VCC=ma_, 输入输出悬空 10 2.4 -0.4_ 4.4 15 mA mA _负号表示电流由器件流出 2．COMS与非门74HC00 VccLAB图2.3 74HC00与非门内部电路结构 74HC00为四2输入COMS与非门，外部引脚排列与74LS00相同（图2.1）。
它共有4个独立的两输入端 “与非”门，各个门的构造和逻辑功能相同，其内部电路结构如图 2.3 所示 74HC00特性参数见表2-4、表2-5、表2-6 表2-4 推荐工作条件 参数 VCC IOH IOL TA 最小 2 -40 标称 最大 6 -4_ 4 85 单位 V mA mA ℃ _负号表示电流由器件流出 表2-5 直流特性（－40～85℃，除非另有说明） 参数 测试条件 Vcc 2.0 4.5 5.0 6.0 2.0 4.5 5.0 6.0 4.5 5.0 6.0 4.5 5.0 6.0 6.0 6.0 典型值__ 1.5 3.15 3.5 4.2 保证值 1.5 3.15 3.5 4.2 0.3 0.9 1.0 1.2 3.84 4.34 5.34 0.33 0.33 0.33 1.0 -1.0_ 单位 VIH V VIL V VOH VIH= VIL IOH=-4mA VIL= VIH IOL=4mA VIH=VCC VIL= 地 4.2 4.7 5.7 0.2 0.2 0.2 V VOL IIH IIL V μA μA ICC VI= VCC或地，IO=0 6.0 20 μA _负号表示电流由器件流出，__典型值在T＝25℃条件下测得 □方框内的数字是线性外推值 表2-6 开关特性 参数 TPLH TPHL CPD__ CIN 测试条件 C=50pF 每输入端电容 V 2.0 4.5 6.0 典型_ 46 9 8 20 5 最大 113 23 19 10 单位 ns PF PF _典型值在T＝25℃条件下测得 __ CPD为空载功率消耗电容，决定空载动态功耗和空载电流功耗 三、实验设备与器件 设备：数字电子技术实验箱、万用表、电流表、示波器 器件：74LS00(74HC00) 一片（四个2输入与非门） 四、实验内容及步骤 （一）TTL与非门测试 1．验证TTL与非门逻辑功能 (1)任意选择其中一个与非门进行实验。
将与非门的两个输入端分别接到两个电平开关上，输出端接到一个电平指示灯发光二极管上（电平指示灯接高电平时点亮），接通电源，操作电平开关，完成真值表——表2.7 (2) 判断功能是否正确，写出逻辑表达式 表2.7 与非门真值表 输入 A B 输出 Y 2．电压传输特性测试 按图2.4连好线路调节电位器，使VI在0_3V之间变化，记录相应的输入电压VI和输入电压VO的值并填入表2.8，并在图2.5的坐标系中画出电压传输特性 200VCC(+5V)VO4.7k_ViVO0VI 图2.4 电压传输特性测试电路 图2.5电压传输特性 表2.8与非门输入、输出电平关系数据表 VI(V) VO(V) 0 0.3 0.6 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.6 2.0 2.5 3.0 3．直流参数的测试 (1) 输出高电平ＶOH 的测试 测试电路如图2.6所示闭合开关，调节电位器使电流表读数为400μA，用万用表测量输出端带负载时的输出电压VOH；断开开关，用万用表测量输出端负载开路时的输出电压V′OH，将数据填入表2.9 _+-4.7kVOHVCC(+5V)4701kmA+-mA_5.1kVOL 图2.6ＶOH 的测试电路 图2.7ＶOL 的测试电路 (2) 输出低电平ＶOL 的测试 测试电路如图2.7。
闭合开关，调节电位器使电流表读数为8mA，用万用表测量输出端带负载时的输出电压VOL；断开开关，用万用表测量输出端负载开路时的输出电压V′OL，将数据填入表2.9中 表2.9 VOH、ＶOL测试结果 参数 实验数据 IOH -400μA VOH V′OH IOL 8mA VOL V′OL (3) 高电平输入电流ＩIH 测试电路如图2.8所示连接电路，通电后读出电流表的读数即为负载门高电平输入电流IIH，并用万用表测量此时负载门输入高电平的电压VIH，将数据填入表2.10中 _VIH+ -mAIIH_+5V_VIL- +mAIIL_ 图2.8 ＩIH测试电路 图2.9 IIL测试电路 (4) 低电平输入电流IIL 测试电路如图2.9所示连接电路，通电后读出电流表的读数即为负载门低电平输入电流IIL，并用万用表测量此时负载门输入低电平的电压VIL，将数据填入表2.10中 表2.10 ＩIH、IIL测试结果 参数 实验数据 IIH VIH IIL VIL 4．输入端负载特性测试（_） 测试电路如图2.10所示。
用万用表测试，将VI和VO 随RI变化的值填入表2.11中注意：每次测量电阻RI的值时，须将RW中间活动头和门的输入端断开） 表2.11 输入负载特性测试结果 RI VI VO 100? 300? 1K 4.7K VCC(+5V)5.1K 6.1K 10K RW10k_?RIVOVi 图2.10 输入端负载特性测试电路 5．“封锁”门电路实验 (1) 将与非门的一个输入端接到电平开关上，另一个输入端接到连续脉冲信号源上信号源频率调至约2kHz 电平开关置“1”，用双踪示波器（输入耦合方式置于“DC”档位），同时观察门的输入VI和输出VO波形； 电平开关置“0”，再次观察输入VI和输出VO波形画出两种情况下输入VI和输出VO波形 (2) 用3个两输入端与非门接成一个两输入端的或门，做或门封锁实验实验方法自拟 五、实验报告。