数电实验：门电路实验

一、实验目的：

1）熟悉常用门电路的逻辑功能。

2）了解门电路的特性和参数的测试方法。

3）了解TTL门电路与CMOS门电路的不同。

4）熟悉TTL集电极开路门和三态门电路的特点与功能。

二、实验内容

1）CT74LS00逻辑功能测试

输入端A、B分别输入不同的逻辑电平，测试输出端F相应的逻辑状态，把结果记入表1中，并测试输入短路电流IIS及输入高电平电流IIH。

2）TTL门输入负载特性测试

RP=20kΩ。由小到大改变电阻RP的值，分别测出不同RP时对应的输入电压URI的值，将测试结果记入表2中。根据实验数据作出输入负载特性曲线，并确定开门电阻RON和关门电阻ROFF的值

3）CMOS门电路的测试

①4069逻辑功能测试

输入端分别输入不同的逻辑电平，测试输出端F相应的逻辑状态，把结果记入表1中，并测试输入短路电流IIS及输入高电平电流IIH。

②按照下列电路连接，改变电阻RP的值，观察不同RP时对应的输入电压值URI有无改变？输入端电流有无改变？

4） OC与非门的使用 

在四2输入OC与非门CT74LS03中任选一个门连接如图1所示的两个测试电路，并测试输出填入表1，比较说明OC门的输出需要接电阻和电源的原因。

图1 集电极开路门测试电路

5）三态门逻辑功能测试及应用

在CT74LS125中任选一个三态门，列真值表，测试并记录其逻辑功能。

三、实验测试参数表格及步骤

1）CT74LS00逻辑功能测试

输入端A、B分别输入不同的逻辑电平，测试输出端F相应的逻辑状态，把结果记入表1中，并测试输入短路电流IIS及输入高电平电流IIH。

图1 CT74LS00逻辑功能测试电路

表1  CT74LS00逻辑功能表

其中   输入短路电流IIS= -352uA    输入高电平电流IIH=13.1uA

2）TTL门输入负载特性测试

RP=20kΩ。由小到大改变电阻RP的值，分别测出不同RP时对应的输入电压URI的值，将测试结果记入表2中。根据实验数据作出输入负载特性曲线，并确定开门电阻RON和关门电阻ROFF的值

图2    输入负载特性测试电路

表2   输入负载特性测试数据

图2（1）输入负载特性曲线

开门电阻RON≥17.391 KΩ     关门电阻ROFF≤4.570 KΩ  （当Rp＝20kΩ时）

3）CMOS门电路的测试

①4069逻辑功能测试

输入端分别输入不同的逻辑电平，测试输出端F相应的逻辑状态，把结果记入表1中，并测试输入短路电流IIS及输入高电平电流IIH。

图3 4069逻辑功能测试电路

表2 4069逻辑功能表

测试输入短路电流IIS＝0 A     输入高电平电流IIH＝0 A。

②按照下列电路连接，改变电阻RP的值，观察不同RP时对应的输入电压值URI有无改变？输入端电流有无改变？

图4 CMOS门电路测试电路

经分析有：改变电阻RP的值，对于不同RP的值，对应的输入电压值UR没有改变，且电压值恒为0；输入端电流也没有改变，且输入端电流也恒为0。

4） OC与非门的使用    在四2输入OC与非门CT74LS03中任选一个门连接如图4所示的两个测试电路，并测试输出填入表4，比较说明OC门的输出需要接电阻和电源的原因。

图4（1）  CT74LS03与非门测试电路

图4（2）  CT74LS03与非门测试电路

表4    CT74LS03逻辑功能表

（由于芯片的内部原因，2.273V虽然电压较低，但是也默认为高电平）

5）三态门逻辑功能测试及应用

在CT74LS125中任选一个三态门，列真值表，测试并记录其逻辑功能。

图5 CT74LS125三态门逻辑功能测试电路（低电平有效）

表5 CT74LS125逻辑功能表