实验一：TTL与非门的静态参数测试
实验一ttl与非门的静态参数测试
画出图像如图（五）所示
图（五） 由图像可知输出特性的三个区域：当 Ui< 0.7V 时，输出电压处于截止区，但当 0.7<Ui<1.3,输出 电压处于线性区，再高时处于饱和区。 6、平均传输延迟时间 tpd 中示波器图像周期为 0.08μs，于是计算到 tpd=0.08μs/14=5.7ns。
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IIH：指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端悬空时，流入被测输入端的电 流。也称高电平输入电流。在由多级门构成的电路中，它相当于前级门输出高电平时，前
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路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 小，前级门电路带负载的个数就越多。IIH 较小，难以测量。测试 电路如图（二）(b)所示。
TTL 电路的 tpd 一般在 6nS ~ 30nS 之间。 由于所用的 74LSOO 四输入与非门的 tpd 很短，要用 7 个与非门连成环形震荡器，以便测量其周 期 T。
四、实验数据整理与分析
1、低电平输出电源电流 ICCL 和高电平输出电源电流 ICCH 及静态平均功耗 ，数据记录如表（一）
所示：
表（一）
ICCL
ICCH
2.688mA
0.8793mA
8.9183mW
2、输入短路电流 IIS 和输入漏电流 IIH，数据记录如表（二）所示： 表（二）
ICS
ICH
0.2226mA
0
实质上 ICH 并不为 0，只是因为 ICH 极小，为μA 级，实验台上的仪器无法测量。 3、输出高电平 UOH 及关门电平 Uoff，数据记录如表（三）所示：
然后渐渐减小输入电压，测得使输出电压维持在 UOL 的最低输入电平，即为开门电平 Uon。
5、测试 TTL 与非门的电压传输特性： 图（三）(b)断开 RL 即为测量电路。调 W，使输入电压由小到大，用万用表对应地测出
实验一 TTL集成逻辑与非门参数的测试
如图2-1-2所示。
T 1 2N Nf
图 2–1–2 延迟时间
由于TTL门电路的延迟时间较短，直接测量时对函数发生器 和示波器的性能要求较高，所以一般采用环形振荡器法进行测 量。 测量方法：由奇数个门首尾相连组成环形振荡器进行测量： tpd≈= 式中，N为门电路的个数，T为环形振荡器的振荡周期。
三 实验参考电路
本实验采用74系列双列直插式四－2输 入TTL与非门74LS00集成芯片进行参数测 试，其外形引脚排列及逻辑符号如图2-1-1 所示。
图2-1-1 74LS00外形引脚排列和TTL与非门逻辑符号
（1）平均功耗P TTL与非门工作于开态（输出低电平）和关态（输出高电平）时，电 源电流值是不同的。电路处于稳定开态时的空载功耗称为空载导通功耗 PL： PL =IEL ×VCC 式中，IEL —— 空载导通电源电流； VCC —— 电源电压。 测试条件：与非门的输入端悬空，输出空载，VCC=5V。 电路处于稳定关态时的空载功耗称为空载截止功耗PH：
I OL max
TTL集成电路使用注意事项 七 TTL集成电路使用注意事项
（1）正确选择电源电压 TTL集成电路的电源电压允许变化范围一般在4.5～5.5V之间。 在使用时，不能将电源与地颠倒接反。否则TTL集成电路将会因 为过大电流而造成器件损坏。 （2）不要在输入端施加超过电源电压的信号。 （3）对输入端的处理 虽然TTL逻辑门的输入端悬空相当于输入“1”，但悬空的输入 端比较容易受到外界干扰引起电路的误动作。所以，多输入逻辑 门没有使用的输入端必须妥善处理，按逻辑门的功能特点接至相 应的逻辑电位上。 （4） 对于输出端的处理一般的TTL电路输出端不允许直接接 到一起，只有集电极开路门（OC门）和三态门可以把输出端连在 一起实现线与。集成门电路的输出更不允许与电源或地短路，否 则可能造成器件损坏。
试验一TTL与非门的静态参数测试
【实验题目】TTL与非门的静态参数测试实验者：夕何【实验目的】1.掌握TTL与非门电路主要参数和电压传输特性的测试方法。
2.熟悉数字电路实验箱、数字万用表的使用。
【实验仪器及器件】仪器及器件名称型号数量数字电路实验箱中大东小区实验室自己研制 1数字万用表- 1双踪示波器CS-4135 1 器件74LS00（集成在试验箱） 2电阻560Ω（集成在试验箱上） 1 10kΩ（集成在试验箱） 1导线双头实验板线若干【实验原理】本实验采用四2输入与非门74LS00，1.TTL原理图及逻辑图TTL与非门内部原理图：图a外部逻辑电路图：图b2.集成与非门的静态参数： a)输出高电平OH Ub)关门电平off Uc)输出低电平OL U d)开门电平on Ue)阈值电压T Uf)输入短路电流IS I g)输入漏电流IH Ih)低电平输出电源电流CCL Ii)高电平输出电源电流CCH I j)平均传输延迟时间pd t【实验内容及实验步骤】1.低电平输出电源电流CCL I 和高电平输出电源电流CCH I 及静态平均功耗错误！未找到引用源。
：CCL I 和CCH I 测试图分别如下：图2 (a)测试CCL I (b)测试CCH I2.输入短路电流IS I 和输入漏电流IH I ：IS I 及IH I 测试图如下：图3 (a)为IS I 测试图 (b)为IH I 测试图3.输出高电平OH U 及关门电平off U ，输出低电平OL U 及开门电平on UOH U 及off U 测量电路如图4(a) 所示。
先调W ，使输入电压为0V 这时输出电压即为OH U 。
然后渐渐增大输入电压，当输出电压下降到90%OH U 时，测得输入电压即为关门电平off U 。
OL U 及on U 测量电路如图4(b) 所示。
先调W ，使输入电压为高电平，测得的输出电压即为OL U 。
然后渐渐减小输入电压，使得输出电压维持在OL U 的最低输入电平，即为开门电平on U 。
数字电路实验报告——TTL与非门参数测试
第二次实验报告实验一 TTL 与非门参数测试一、实验目的要求1， 熟悉TTL 与非门的外形和管脚排列 2， 掌握TTL 与非门逻辑功能的测试方法3， 掌握TTL 与非门主要参数的测试方法，加深理解TTL 与非门参数及其物理意义 二 实验仪器、设备直流稳压电源，电子电路调试器，万用表，74LS20、电位器、电阻 三、实验线路、原理框图 （一）74LS20的管脚排列74LS20是一块由两个4输入端与非门组成的小规模集成电路，其逻辑表达式为Y=D C B A 。
它具有14个外引管脚，当芯片的缺口朝左方时，芯片的左上方为14号脚，接电源Vcc （所有TTL 集成电路使用的电源电压均为Vcc=+5V ），右下方7号脚GND 接0V 。
多数芯片的电源引脚是对角线分布的。
芯片的外引脚管排列规则，通常是左下方是1号脚，按逆时针方向递增排列。
它的引脚图如下：图1（二）74LS20的静态参数 1，低电平输出电源电流I ccl低电平输出电源电流I ccl 是指：所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。
测试电路如下：图22，输入短路电流I Is低电平输入电流是指：被测输入端的输入电压V Il =0.4V,其余输入端悬空时，由被测输入端流出的电流值。
测试时，把被测输入端接地，可以测得与非门的输入短路电流I Is ，此值可1B 1C 1D 1Y 地近似地代替I Il值。
测试电路如下：图33，电压传输特性电压传输特性是反映输出电压V0与输入电压V1之间关系的特性曲线。
测试电路如下：图4四、实验方法步骤（一）74LS20逻辑功能的测试任选一个与非门，将三个输入端A、B、C、D分别接电子电路调试器的状态设置开关，其余不用的输入端悬空（或接高电平），输出端接LED逻辑电平指示器，逐个按真值表扳动状态设置开关。
测试结果如下：（二）测试74LS20的静态参数1，测试低电平输出电源电流I ccl按图2接线，测试结果为I ccl=1.45mA2，测试输入短路电流I Is按图3接线，测试结果为I Is=0.1mA4，根据上表描点作图，如下图所示：。
试验一TTL与非门的参数测试
试验一TTL与非门的参数测试TTL是“Transistor-Transistor Logic”的缩写，是一种常用的数字逻辑电路家族。
而非门是TTL电路中的一种基本逻辑门，用于实现逻辑反相操作。
在这篇文章中，我们将进行TTL与非门的参数测试。
TTL与非门是由晶体管等离子晶体管作为开关来实现的。
在这个实验中，我们将测试TTL与非门的三个重要参数：输入电压(Vin)与输出电压(Vout)之间的电平转换阈值(Vih和Vil)、输入电压的电流特性以及输出电压的输出电流特性。
我们将逐个测试这些参数，以了解TTL与非门的性能。
首先，我们将测试输入电压与输出电压之间的电平转换阈值。
这是指在何种输入电平下，TTL与非门会进行状态改变。
通常情况下，高电平对应逻辑1，低电平对应逻辑0。
我们将选择一系列不同的输入电压，并记录产生的输出电平。
通过这些数据，我们可以通过绘制输入电压与输出电压的关系曲线来确定电平转换阈值。
接下来，我们将测试输入电压的电流特性。
这是指在不同输入电压下，TTL与非门的输入端的电流变化情况。
我们将使用电压表来测量不同输入电压下的输入电流，并记录这些数据。
通过这些数据，我们可以确定TTL与非门的输入电压与输入电流之间的关系。
最后，我们将测试输出电压的输出电流特性。
这是指在不同输出电压下，TTL与非门的输出端的输出电流变化情况。
我们将使用电流表来测量不同输出电压下的输出电流，并记录这些数据。
通过这些数据，我们可以确定TTL与非门的输出电压与输出电流之间的关系。
在进行这些测试时，我们需要注意到TTL与非门的工作电压范围。
根据TTL与非门的规格书，我们需要提供正确的电源电压和电流以确保测试的准确性。
此外，我们还应该注意到TTL与非门的温度特性，因为温度的变化可能会对测试结果产生影响。
通过对TTL与非门的参数进行测试，我们可以了解其性能特点，并在实际应用中进行正确的设计与布局。
这对于保证电路的可靠性和稳定性非常重要。
TTL与非门参数测试
TTL与⾮门参数测试⼀. 实验⽬的1）熟悉TTL与⾮门集成电路的外形和管脚引线排列。
2）通过测试了解与⾮门的直流参数3）加深对与⾮门逻辑功能的认识⼆. 实验仪器(点击可看到图⽚）1. xst-6D电⼦技术综合实验装置2. 500型万⽤表3. DS1052E （点击可阅读使⽤⼿册）4. 元件：74LS20三. 预习要求1. 复习《数字电⼦技术基础》相关内容2. 了解74ls20的逻辑功能和管脚排列；3.ICCL, IIL, IIH, IOL, No,tpd是什么？4. 与⾮门在什么条件下输出⾼电平？什么情况下输出低电平？不⽤的输⼊端怎么处理？5. TTL电路,如果某输⼊端悬空,则相当于给该输⼊端输⼊了什么电平的信号?6. 请说明⽤直流电流表测电路的某个⽀路电流时关键步骤和应注意的事项?四. 实验原理、步骤⾸先，根据逻辑功能检查与⾮门是否良好。
1. 测量下列各直流参数：1）低电平输出时的电源电流ICCL。
门电路的信号输⼊、输出脚悬空，这时门电路的输出处在低电平状态，这时，⽤直流电流表测出IC的Vcc脚的电流。
2）低电平输⼊电流IIL。
3）⾼电平输⼊电流IIH。
4）电压传输特性。
Uon:表⽰与⾮门输出低电平时，允许输⼊的⾼电平的电压值的最⼩值，在图上求出。
(即在VOL=0.4V时,求Vi）Uoff：表⽰与⾮门输出⾼电平时，允许输⼊的低电平的电压值的最⼤值，在图上求出。
（即在VoH=2.4V时，求Vi) 5）扇出系数No得出的⼩数要圆整6）平均传输延迟时间tpd。
我们把输出电压波形滞后于输⼊电压波形的时间叫传输延迟时间(见《数字电⼦技术基础》门电路)。
有两个重要参数tPHL,tPLH，五. 报告要求1）列出直流参数的实测数据表格，，与出⼚参数相⽐，判断参数是否合格。
2) ⼀个该⾮门能驱动多少个TTL门电路？假设LED的⼯作电流是20mA,他可以⽤该门电路直接驱动吗（画出该电路）？3) 画出传输特性，确定VOFF、VON、VOL、VOH值4）列出与⾮门的实测数据表格，看逻辑关系是否相符。
实验1 与非门测试
c电位器的阻值变化不均匀，使得ui无法精确的停在的特定电压上。
三、实验思考题
1.TTL与非门和CMOS与非门有何异同点？
答：TTL与CMOS的相同点有：输出端可以悬空，都有与非逻辑功能，电压特性曲线相似，都有UOH，UOL，UOFF，UON参数。
图8测量平均传输延迟时间tpd
2.由实验（二）所得参数，运用matlab画出电压传输特性曲线。
3.实验数据分析
a低电平输出电源电流ICCL为2.029mA，高电平输出电源电流ICCH为0.674mA，且低电平输出电源电流ICCL比高电平输出电源电流高，符合理论值。
b输入短路电流IIS为0.168mA，而输入漏电流IIH为微安级，由于仪器精度不够无法测出有效数据，示数为0mA，说明其前级门电路带负载的个数较多。
（三）
平均传输延迟时间tpd
由示波器测得T=96.00ns，于是 .
波形如下：
二、实验分析
1.实验原理图
图1测量低电平输出电源电流ICCL图2测量高电平输出电源电流ICCH
图3测量输入短路电流IIS图4输入漏电流IIH
图5输出高电平UOH及关门电平UOFF图6测量输出低电平UOL及开门电平UON
图7测试TTL与非门的电压传输特性
实验一TTL与非门的静态参数测试实验报告
一、实验数据
（一）
1.低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH及静态平均功率
ICCL
ICCH
测量值
2.029mA
0.674mA
6.7575mW
2.输入短路电流IIS和输入漏电流IIH
实验一 TTL与非门的参数测试
实验一 TTL 与非门的参数测试一、实验目的·掌握TTL 与非门主要参数的测试方法。
·掌握TTL 与非门电压传输特性的测试方法。
·熟悉集成元器件管脚排列特点。
二、实验原理TTL 集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门，使用时必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试，以确定其性能好坏。
本实验采用TTL 集成元器件74LS00与非门进行测试。
它是一个2输人端4与非门，形状为双列直插式，逻辑表达式为F ＝A ·B ，其逻辑符号及外引线排列图如图1—1(a)(b)(c)(d)所示。
图1-1与非门逻辑符号及74LS00外引线排列图1 2 3 4 5 6 7 (d)74LS00引脚排列(a)国内常用符号A Y(b)国外常用符号A BY(C)国际标准符号A Y1．TTL与非门主要参数(1)输出高电平V OH和输出低电平V OLV OH是指与非门一个以上的输入端接低电平或接地时，输出电压的大小。
此时门电路处于截止状态。
如输出空载，V OH必须大于标准高电平(V SH＝2.4V)，一般在3.6V左右。
当输出端接有拉电流负载时，V OH将降低。
V OL是指与非门的所有输人端均接高电平时，输出电压的大小。
此时门电路处于导通状态。
如输出空载，V OL必须低于标准低电平(V SL＝0.4V)，约为0.1V左右。
接有灌电流负载时，V OL将上升。
(2)低电平输入电流I ILI IL是指当一个输入端接地，而其他输入端悬空时，输入端流向接地端的电流，又称为输入短路电流。
I IL的大小关系到前一级门电路能带动负载的个数。
(3)高电平输入电流I IHI IH是指当一个输入端接高电平，而其他输入端接地时，流过接高电平输入端的电流，又称为交叉漏电流。
它主要作为前级门输出为高电平时的拉电流。
当I IH太大时，就会因为“拉出”电流太大，而使前级门输出高电平降低。
(4)输入开门电平V ON和关门电平V OFFV ON是指与非门输出端接额定负载时，使输出处于低电平状态时所允许的最小输入电压。
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经实验测得： U OH =3.380V， U off =1.120V
4.输出低电平 U OL 及开门电平 U on 电路图如下。 调节滑动变阻器， 使输入电压为高电平， 测得的输出电压即为 U OL 。 然后渐渐减小输入电压， 测得使输出电压维持在 U OL 的最低输入水平，即为开门电平 U on 。
测量数据如下： u i (V) u o (V) 1.1 3.33 2 0.086 0 4.035 1.160 2.877 0.2 4.020 1.2 2.543 2.5 0.087 0.4 4.081 1.255 1.252 3 0.087 0.6 4.036 1.3 0.099 0.8 4.040 1.361 0.089 3.5 0.088 1.0 3.720 1.4 0.086 4 0.088 1.056 3.52011V, U on =1.400V
5.测试 TTL 与非门的电压传输特性 实验电路图如下
调节滑动变阻器， 使输入电压由小到大，用万用表对应地测出输入电压和输出电 压，并一一记录在表中。测量时，对 Voff 和 Von 的附近，输入电压的变化可取消一 点，即测量点取密一些。
2.输入短路电流 I IS 和输入漏电流 I IH ： 图(c): I IS 的测量电路，图(d): I IH 的测量电路。
图(c) 实验数据： I IS =0.256mA
图(d)
I IH 0
3.输出高电平 U OH 及关门电平 U off 电路图如下： （使用的与非门为 1A,1B,1Y）
先调滑动变阻器，使输入电压为 0V，这时输出电压即为 U OH 。然后渐渐增大输 入电压，当输出电压下降到 90% U OH 时，测得输入电压即为关门电平 U off 。
程思卓 13348023 电子一班 *报告中的电路图均使用 Multisim 画得，但仿真与真实情况相差较大，故所给的图仅为电路 图并没有开始仿真，电压表和电流表的示数均为 0.
实验一：TTL 与非门的静态参数测试
实验内容： 1.低电平输出电源电流 I CCL 和高电平输出电源电流 I CCH 及静态平均功耗 P : 电路图如下：图(a)为测量 I CCL 的电路图，图(b)为测量 I CCH 的电路图。
__
图(a) 经实验测得数据为
图(b)
I CCL = 3.207mA, I CCH = 1.074mA
__
根据公式 计算得
__
P=
POn POff 2
=
VCC I CCL VCC I CCH 2
P=
5V 3.207 mA 5V 1.074mA 10.703mW 2
所以，其静态平均功耗为 10.703mW.
分析：当 Ui<1.1V 时 Uo 基本上维持在 4V 高电平，当 Ui>1.4V 后 Uo 维持在 0.08V 低电平， 在 1.1V~1.4V 中 Uo 迅速降低，与测得的 U on =1.400V 和 U off =1.120V 基本相符。 6.平均传输延迟时间 t pd
由于 TTL 门电路的延迟时间较小， 直接测量时对信号发生器和示波器的性能 要求较高，故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期 T 来 求得。其工作原理是：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的 A 点为逻辑 “1"，经过七级门的延迟后，使 A 点由原来的逻辑“1”变为逻辑”0"；再经过七 A 点电平又重新回到逻辑 “1”。 级门的延迟后， 电路中其它各点电平也跟随变化。 说明使 A 点发生一个周期的振荡，必须经过 14 级门的延迟时间。因此平均传输 延迟时间为: T t pd = 14 由于所用的 74LSOO 四输入与非门的 t pd 很短， 要用 7 个与非门连成环形震荡器， 以便测量其周期 T。 电路连接图如下：
实验得波形图如下：
即 t pd =
77.2nS =5.51nS 平均传输延迟时间为 5.51nS. 14