福州大学集成电路应用实验一.doc
福州大学集成电路应用实验一
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
《集成电路应用》课程实验
实验一 4053 门电路综合实验
学院：物理与信息工程学院
专业 :电子信息工程
年级：2015级
姓名：张桢
学号：
指导老师：许志猛
实验一 4053 门电路综合实验
一、实验目的：
1.掌握当前广泛使用的 74/HC/HCT系列 CMOS集成电路、包括门电路、反
相器、施密特触发器与非门等电路在振荡、整形、逻辑等方向的应用。
2.掌握 4053 的逻辑功能，并学会如何用 4053 设计门电路。
3.掌握多谐振荡器的设计原理，设计和实现一个多谐振荡器，学会选取和
计算元件参数。
二、元件和仪器：
1.CD4053三 2 通道数字控制模拟开关
2.万用表
3.示波器
4.电阻、电容
三、实验原理：
1.CD4053三 2 通道数字控制模拟开关
CD4053是三 2 通道数字控制模拟开关，有三个独立的数字控制输入端A、B、C 和 INH 输入，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。幅值为 4.5～20V 的数字信号可控制峰 -峰值至 20V 的数字信号。 CD4053的管脚图和功能表如下所示
4053 引脚
CD4053真值表
输入状态
接通通道
根据 CD4053的逻辑功能，可以由CD4053由 4053 电路构成如下图所示8 种逻辑门（反相器与非门或非门、反相器、三态门、RS触发器、—— RS触发器、异或门等）。
4053 的 8 种逻辑功能
2.多谐振荡器的设计
非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的
基本工作原理是利用电容器的充放电， 当输入电压达到与非门的阈值电压
VT 时，
门的输出状态即发生变化。 因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻
容元件的数值。
可以利用反相器设计出如下图所示的多谐振荡器
这样的多谐振荡器输出的信号周期计算公式为：
V T (V DD V T )
] T RCln[
V )( 2V V (V
T DD
)
DD
T
当 R S ≈ 2R 时，若： VT=0.5VDD ，对于 HC 和 HCU 型器件，
有 T ≈2.2RC
对于 HCT 型器件，有
T ≈2.4RC
四、实验内容：
1. 验证 CD4053的逻辑功能，用 4053 设计门电路，并验证其逻辑功能：（ 1）根据实验原理设计如下的反相器电路图：
CD4053构成反相器电路
（2）在面包板上连接电路。
（3）验证逻辑功能：
测试结果： 0 为低电平， 1 为高电平
A X
0 1
1 0
2.设计多谐振荡器：
（ 1）根据实验原理设计如下的电路图：
4053 构成的 RC振荡器
（2）在面包板上连接电路。
（3）用示波器观察输出波形，记录输出信号的频率，与其和理论值进行对
比：实验记录表格
实际值理论值
频率 F 480.8Hz 454.5Hz 理论值 F=（1/T）≈（ 1/2.2RC）= 454.5Hz
五、实验总结：
通过本次实验，我学习和了解了 CMOS集成芯片的特点，明白了 CMOS集成芯片在电路设计中的应用。通过运用 4053 设计门电路，我掌握了 CD4053 的逻辑功能，以及如何用 4053 设计各种门电路。同时，用设计出来的反相器，搭成多谐振荡器，我学会了如何选取并计算一个多谐振荡器的元件参数。