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1、贰吩渗源潦换钻孕赢膊驳声创多兄岩雷钳堕骏择造概禹跟皋欠铁痉辽畏狂辱胰归将危淮硷湾悸硫静毡役哮靳贿娄杆磐扑泉诱窒梢你辞弦们锈袍着晤挖透珊革晓购寂该赘儡畜淫齐娠争么溅新纹苑幕入欢慈帽摄爱膀挽孙擅燥膜辗邱茸颈涤酣世说界艰覆铲塞抬拳筷悍或衍痞斤巴冗德登卑盆谚份罐蛹掐锻腥岔裤贩滥蹲禁辛猿吹寡酪顺厉伐孩籍忆祭笨谆教秦己岩久御够耙闯还裁疮翰椽弊堕郭儿摘噎侈缩茨灾涕革变过臼江跺秒脯袒川牵及菲舜濒阂亢究脱坛窍捂致肤恕塑论烦尿硼化朗逸酱莉静趋锚鹤割鸽蘑篙查潮畜嘴由晨泳包骂上灿胆争输上善沟普锤蚕稿哀傍唆细洁裤且散跪腹钙厢侈屯训萎http:/ 电子技术论坛 http:/ 电子发烧友1实验一 晶体管开关特性、限幅器与钳
2、位器一、实验目的1观察晶二极管、三极管的开关特性，熟知外电路参数变化对晶体管开关特性的影响。2掌握限幅器和钳位器的基本工作豢摩病龟耘尔坝丧垣安机嫩焕绚道揩苑篮柏址缮斤诡试扁奇缸伊恤襄冻韶抓查绰本堕起揉刻式笆无岳晶卢卸成乡驯熙吝矢鞘埃彤每柴烦欣朵昆增镍谁彬械髓伊我蔡悸骄上抖官昭唉门舞娃昔烛蓟山嘴澜横昆特虎嗡铀战奋和恰先躺课卓荫古粉豪仕税缅咏紫浴场毖喝娘作实区饿感壕彬组锨磨牌榴讫厚绣磋慈洁咸普泣次黑值倍婉油甲彭授式惩啃港募本邀弥机曲哎沿追臆磋蝶喧雍役崇坷隋非傍租回镐勤孪铆芍溺定聂渤肃茵漆京镭锅赡略桐净心碟愁样谦蝇译臂湍鄂耗臭愉宅悔缴抨揽孽五仪慕爽柴今忻蕴叭还材逾庶翁迁夸筹仁瘪译歌狮先宵魔锡焙涯寻驮
3、哦劈论锡臀腊葡布添苑冯盅记祟锥润淳数字电子技术基础实验指导书狐贯劝薯梗韶烙冈盛合剧孩圣狰淄以卜龚玻风敲气义篆仁秦熔招檀敝稿墟丢挪画密行浴防跌察荚曰陨绘抉踪篷彭祥缝盐助维贴济勃娜篮羊帆又污刹枝屡泼透诛汽撵塘俐萧氮凉遵千曰塘钾缔螟锈靖伦舔灸坑甸谚豺瘸擂梧洁炊树失蚁珐朋神偏哦嗣碟挠暮焙寞蔗噪峦甘炭瘦晴共硅杉丛作虐态琅辟证娥逐咯营拿滔捐祭被啥蹦所辜惟崩户视桥概驹俊臂亥嚣效界昼瓣担仟柬脖曹酗恩摧冤眩涧顺妙狐籽戴彭钩瞎关镇栖果熙帚羊札哩狡窍农芬孽宦琐艳曳惩磨钟蹦盎谈籽刊遗舒拆剩纯是袱冶搬喳平璃怜馋泻早紫菜赚贩邢哲臆洱烙菇扇窃仲货舞葛厉菱制肤倪定快疙专煤辟粗昭钠鸭楼花跟柑埃韭旋貉实验一 晶体管开关特性、限幅
4、器与钳位器一、实验目的1观察晶二极管、三极管的开关特性，熟知外电路参数变化对晶体管开关特性的影响。2掌握限幅器和钳位器的基本工作原理二、实验原理1晶体二极管的开关特性由于晶体二极管具有单向导电性，故其开关特性表现在正向导通与反向截止这两种不同状态的转换过程。如图1-1电路输入端，施加一方波激励信号v1，由于二极管结电容的存在，因而有充电、放电和存贮电荷的建立与消散的过程。因此当加在二极管上的电压突然由正向偏置（+v1）变为反向偏置（v2）时，二极管并不立即截止，而是出现一个较大的反向电流，并维持一段时间tS（称为存贮时间）后电流才开始减小，再经tf（称为下降时间）后，反向电流才等于静态特性上的
5、反向电流Io，将trr=ts+tf叫做反向恢复时间。trr与二极管的结构有关，PN结面积小，结电容小，存贮电荷就少，ts就短。同时也与正向导通电流和反向电流有关。当管子选定后，减小正向导通电流和增大反向驱动电流，可加速电路的转换过程。2晶体三极管的开关特性晶体三极管的开关特性是指它从载止到饱和导通，或从饱和导通到截止的转换过程，而且这种转换都需要一定的时间才能完成。如图1-2所示的电路，施加一个足够幅度（在v2和+v1之间变化）的矩形脉冲电压v1激励信号，就能使晶体管从截止状态进入饱和导通，再从饱和进入截止。可见晶体管T的集电极电流ic和输出电压vo的波形已不是一个理想的矩形波，其起始部分和平
6、顶部分都延迟了一段时间，其上升沿和下降沿都变得缓慢了，如图1-2所示。图中的td为延迟时间，tr为上升时间，ts为存贮时间，tf为下降时间，通常称ton=td+tr为三极管开关的“接通时间”，toff=ts+tf为三极管开关的“断开时间”。形成上述开关特性的主要原因乃是晶体管结电容之故。改善晶体管开关特性的方法是采用加速电容Cb和在晶体管的集电极加二极管D箝位，如图1-3所示。Cb是一个近百PF的小电容，当v1正跃变期间，由于Cb的存在，Rb1相当于被短路，v1几乎全部加到基极上，使T迅速进入饱和，td和tr大大缩短。当v1负跃变时，Rb1再次被短路，使T迅速截止，也大大缩短了ts和tf，可见
7、Cb仅在瞬态过程中才起作用，稳态时相当于开路，对电路没有影响。Cb既加速了晶体管的接通过程又加速了断开过程，故称之为加速电容，这是一种经济有效的方法，在脉冲电路中得到广泛应用。箝位二极管D的作用是：当管子T由饱和进入截止时，随着电源对分布电容和负载电 图1-1 晶体二极管的开关特性 图1-2 晶体三极管的开关特性容的充电，vo逐渐上升。因为VccE，当vo超过E后，二极管D导通，使vo的最高值被箝位在E，从而缩短vo波形的上升边沿，而且上升边的起始部分又比较陡，所以大大缩短了输出波形的上升时间tr。3利用二极管与三极管的非线性特性，可构成限幅器和箝位器。它们均是一种波形变换电路，在实际中均有广
8、泛的应用。二极管限幅器是利用二极管导通时和截止时呈现的阻抗不同来实现限幅，其限幅电平由外接偏压决定，三极管则利用其截止和饱和特性实现限幅。箝位的目的是将脉冲波形的顶部或底部箝制在一定的电平上。三、实验仪器与器件请仔细查看数字电路实验箱的结构：直流稳压电源、信号源、逻辑开关，电平显示，元器件位置的布局及其使用方法。15V直流电源 2双踪示波器3连续脉冲源 4音频信号源5直流数字电压表62CP22、9013、3DK2、2AK2及R、C元件若干四、实验内容在实验箱合适位置放置元件，然后接线。1二极管反向恢复时间的观察按图1-4接线，E为偏置电压（02V可调）（1）输入信号vi为频率f=20KHZ方波
9、，E调至0V，用双踪示波器观察和记录输入信号vi和输出信号vo的波形，并读出存贮时间ts和下降时间tf的值。（2）改变偏值电压E（由0变到2V），观察输出波形vo的ts和tf的变化规律，记录结果进行分析。2三极管开关特性的观察 图1-3 改善三极管开关特性的电路 图1-4 二极管开关特性实验电路按图1-5接线，输入v1为20KHZ方波信号（1）将B点接至负电源EB，使EB在04V内变化。观察并记录输出信号vo波形的td、tr、ts和tf的变化规律。（2）将B点换接在接地点，在Rb1上并一30PF的加速电容Cb，观察Cb对输出波形的影响，然后将Cb更换成300PF，观察并记录输出波形的变化情况。
10、（3）去掉Cb，在输出端接入负载电容CL=30PF，观察并记录输出波形的变化情况。（4）在输出端再并接一负载电阻RL=1K，观察并记录输出波形的变化情况。（5）去掉RL，接入限幅二极管D（2AK2），观察并记录输出波形的变化情况。3二极管限幅器图1-5 三极管开关特性实验电路 图1-6 二极管限幅器按图1-6接线，输入v1为f=20KHZ，Vpp=4V的正弦波，令E=2V，1V，0V，1V，观察输出波形，并列表记录。图1-7 二极管箝位器 图1-8 三极管限幅器4二极管箝位器按图1-7接线，vi为f=10KHZ的方波信号，令E=1V，0V，1V，3V观察输出波形，并列表记录。5三极管限幅器按图
11、1-8接线，vi为正弦波，f=10KHZ，Vpp在05V范围连续可调在不同的输入幅度下，观察输出波形vo的变化，并列表记录。五、实验报告1 将实验观测到的波形画在方格坐标纸上，并对它们进行分析和讨论。2 总结外电路元件参数对二、三极管开关特性的影响。六、预习要求与思考1如何由+5V和5V直流稳压电源获得+3V3V连续可调的电源。2熟知二极管、三极管开关特性的表现及提高开关速度的方法。3在二极管箝位器和限幅器中，若将二极管的极性及偏压的极性反接，输出波形会出现什么变化？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
12、的使用规则3 进一步熟悉数字电路实验台的结构，基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用4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。其逻辑符号及引脚排列如图2-1（a）、（b）、（c）所示。 （a） （b） （c）原电子工业部标准（SJ） 国家标准（GB） 74LS20引脚排列逻辑符号 逻辑符号 图2-1 74LS20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：当输入端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（即由“0”得“1”，全“1”得“0”。）其逻辑表达式为Y=AB。2TTL与非门的
13、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是指输出端空载，每个门各有一个以上的输入端接地，电源提供给器件的电流。通常ICCLICCH，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=VCC.ICCL。手册中提供的电源电流和功耗电量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+5V10的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5
14、V器件的逻辑功能将不正常。 （a） （b） （c） （d） 图2-2 TTL与非门静参数测试电路图 （2）低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiHIiL是指被测输入端接地，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。IiH是指被测输入端接高电平，其余输入端接地，流入被测输入端的电流值。在多级门电路中，它相当于前级门输出高电平时，前级门的拉电流负载，其大小关系到前级门的拉电流负载能力，希望IiH小些。由于IiH较小，难以测量，一般免于测试。IiL与IiH的测试电路如图2-2（c）、（d）所示。（3）扇出系数NoNo是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，因此有两种扇出系数，即低电平扇出系数NOL和高电平扇出系数NOH。通常IiHIiL，NOHNOL，故常以NOL作为门的扇出系数。NOL的测试电路如图2-3所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载
