CMOS、TTL逻辑门电路测试 实验报告(有数据)
CMOS、TTL逻辑门电路测试实验报告（有数据）
CMOS、TTL逻辑门电路测试实验报告（有数据）实验二 CMOS 、TTL 逻辑门电路测试一、实验目的1、掌握CMOS 、TTL 逻辑门电路特性测试的方法。
2、掌握CMOS 、TTL 逻辑门电路的主要技术指标。
3、比较CMOS 门和TTL 门的特点。
二、实验仪器及器件1、双踪示波器、数字万用表、实验箱2、实验用元器件：① 74LS00 1片② CD4001B 1片三、实验内容及结果分析1．CD4069逻辑电平测试及功能测试本实验采用CD4069芯片，分别选择电源电压V dd = 5V 和V dd = 12V 验证其逻辑功能。
根据CMOS 芯片的特性参数，在输入端A 加不同的逻辑电平V A ．用电压表测出相应输出端的逻辑电平Vo ．记录测试结果，并根据测试结果列成真值表，写出逻辑表达式，验证其逻辑功能。
表 1.1A 表1.1B 表1.1 输入输出V DD =5VV DD =12V输入输出 A O V A /V V O /V V A /V V O /V A O 0 1 0.000 5.053 0.000 11.94 0 1 15，0670.02011.990.1011逻辑表达式：L A = 2． CD4069电压传输特性按图3.1所示接线。
令芯片的电源电压V dd = 10V 。
调节电位器Rw 的阻值．使V I 在+0～+10V 变化，观察输出电压的变化，指出ViL 、ViH 、VoL 、VoH 、转折点输入电平Vth 、抗干扰容限。
表1.2V I /V 0.006 0.375 1.115 2.022 3.105 4.021 5.001 5.251 5.439 5.63 V O /V 9.96 9.96 9.96 9.93 9.66 9.20 8.20 7.70 7.03 5.387 V I /V 5.808 6.08 6.69 7.24 7.64 8.13 8.64 9.00 9.27 9.97 V O /V2.7291.7511.10110.6470.4600.2930.1670.1100.0830.066V IL =2.022V V OL =0.066VV IH =8.13V V OH =9.96V V th =5.63V输入高电平的噪声容限 (min)(min)9.968.13 1.83NH OH IH V V V V V V =-=-= 输出低电平的噪声容限(max)(max) 2.0220.066 1.956NL IL OL V V V V V V =-=-=3．74LS00逻辑电平测试及功能测试TTL 集成电路电源电压V cc = 5V 。
数字实验一_TTL门电路的逻辑功能测试_实验报告
学生实验报告
院别电子信息学院课程名称电子技术实验
班级电科13B 实验名称实验一TTL门电路的逻辑功能测试姓名施俊伊实验时间 2015年4 月8 日
学号2013010202058 指导教师文毅
报告内容
一、实验目的和任务
1.测试TTL集成芯片中的与门、或门、非门、与非门、或非门与异或门的逻辑功能。
2.了解测试的方法与测试的原理。
二、实验原理介绍
实验中用到的基本门电路的符号为：
在测试芯片逻辑功能时输入端用逻辑电平输出单元输入高低电平，然后使用逻辑电平显示单元显示输出的逻辑功能。
三、实验内容和数据记录
1.依次选用芯片74LS08、74LS32、74LS04、74LS00、74LS02、74LS86。
74LS0874LS32
A B L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
A B L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1。
实验一TTL和CMOS集成门电路参数测试
实验一TTL和CMOS集成门电路参数测试实验原理：TTL和CMOS集成门电路的工作原理不同。
TTL采用双晶体管作为开关，利用基极电流来控制集电极电流。
CMOS则通过P型和N型金属-氧化物-半导体场效应晶体管（PMOS和NMOS）来实现逻辑门功能。
TTL电路的主要特点是速度快，但功耗相对较高；而CMOS电路功耗低，但速度较慢。
实验步骤：1.实验器材准备：TTL和CMOS集成门电路，功率源、万用表、数字逻辑分析仪等。
2.将TTL和CMOS集成门电路与电源连接，通过万用表测量电路的电压和电流。
3.测量功耗：通过电流表测量TTL和CMOS电路的输入功率和输出功率，计算功耗。
4.测量延迟时间：使用数字逻辑分析仪测量输入信号到输出信号之间的延迟时间，分别对比TTL和CMOS电路的延迟时间。
5.测量噪声容限：在输入信号上加入噪声，并测量输出信号的变化情况，分别对比TTL和CMOS电路的噪声容限。
实验结果和讨论：1.功耗比较：通过实验可以得到TTL电路的功耗相对较高，一般为几十毫瓦，而CMOS电路的功耗相对较低，一般为几毫瓦。
2.延迟时间比较：TTL电路的延迟时间一般在几纳秒至十几纳秒，而CMOS电路的延迟时间一般在几十纳秒至百纳秒。
3.噪声容限比较：TTL电路的噪声容限较小，输入信号受到的干扰较敏感；而CMOS电路的噪声容限较大，输入信号受到的干扰较不敏感。
实验结论：TTL和CMOS集成门电路在功耗、延迟时间和噪声容限方面有所不同。
TTL电路功耗较高，速度较快，但噪声容限较小；CMOS电路功耗较低，速度较慢，但噪声容限较大。
根据应用的具体要求选择适合的电路类型。
ttl门电路参数测试实验报告
ttl门电路参数测试实验报告嘿，大家好！今天我们来聊聊TTL门电路的参数测试。
这可是个让人既兴奋又有点小紧张的话题。
TTL门电路，这名字听起来是不是就让人觉得很高大上？其实它就是我们平常生活中用到的逻辑电路中的一部分，简单来说，它帮助我们实现各种各样的电子功能，像是开关、计算和控制，简直就是电子世界的小魔法师。
咱们首先得了解什么是TTL。
TTL，听起来像个超炫的流行词，其实是“晶体管晶体管逻辑”的缩写。
它的工作原理就像是给小晶体管们安排任务，让它们互相配合来实现我们想要的结果。
真是有趣得很！在实验开始前，大家得先准备好一堆设备。
电源、示波器、万用表……哦，真是应有尽有，感觉像是要开启一场科技探险！开始的时候，大家先把电路搭建好。
搭电路就像拼乐高，得仔细对照图纸，别把零件拼错了哦。
然后，电源一接通，哎呀，电路居然动了起来！那一刻，真是有种“我终于做成了”的成就感。
就是进行参数测试了。
我们需要测试几个关键的参数，比如输入电压、输出电压、逻辑电平等等。
看起来简单，但其实稍不留神就可能出错，像是在走钢丝，一不小心就得重来。
在测试过程中，万用表可是我们的好朋友。
它就像个侦探，帮我们查出每个电压值的秘密。
哦，你们知道吗？TTL电路对电压的要求可严格了，过高或过低都有可能导致电路工作不正常，像个调皮的小孩儿，时不时就要闹脾气。
测试中，有的同学紧张得手心都出汗了，真是笑死人了，大家就像在参加一场紧张刺激的比赛，谁能精准地测出各项参数，谁就是今天的“电路王”。
有趣的是，测试的结果往往充满了惊喜。
哦，电压正常，逻辑电平也没问题，简直像在开派对！可出现了意外的结果，那就得认真分析了。
为什么会这样呢？可能是连接不牢，也可能是元件坏了，真是“细节决定成败”啊。
大家一起脑力风暴，讨论各种可能的原因，气氛一下子热烈起来。
仿佛整个实验室都充满了电流的活力，大家的热情像被点燃的火焰，越烧越旺。
不过，实验总是有意外的。
就在我们兴致勃勃地测试的时候，突然有个同学喊：“哎呀，电路冒烟了！”这可吓坏了我们，大家立马像逃命似的往后退。
实验一 逻辑门电路的逻辑功能及测试
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试一．实验目的1．掌握了解TTL系列、CMOS系列外形及逻辑功能。
2．熟悉各种门电路参数的测试方法。
3. 熟悉集成电路的引脚排列，如何在实验箱上接线，接线时应注意什么。
二、实验仪器及材料a)TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b)1）CMOS器件：CC4011 二输入端四与非门 1 片CC4071 二输入端四或门 1片2）TTL器件：74LS86 二输入端四异或门 1 片74LS02 二输入端四或非门 1 片74LS00 二输入端四与非门 1片74ls125 三态门 1片74ls04 反向器材 1片三．预习要求和思考题：1．预习要求：1）复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。
2）常用TTL门电路和CMOS门电路的功能、特点。
3）三态门的功能特点。
4）熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。
5）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
2．思考题1）TTL门电路和CMOS门电路有什么区别？2）用与非门实现其他逻辑功能的方法步骤是什么？四．实验原理1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录。
2．门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间存在一定的逻辑关系。
TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。
本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，其管脚识别方法：将TTL集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，依次为1、2、3、4············。
如图1—1所示。
具体的各个管脚的功能可通过查找相关手册得知，本书实验所使用的器件均已提供其功能。
图1—13．图1—2分别为基本门电路各逻辑功能的测试方法。
逻辑门电路的参数测试
数字电子技术基础实验实验一集成逻辑门电路的参数测试[实验目的]1、掌握TTL型和CMOS型集成与非门主要参数的测试方法。
2、掌握TTL型和CMOS型器件的使用规则。
3、熟悉数字电路实验装置的结构、基本功能和使用方法。
[实验原理]1、本实验采用四输入双与非门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。
其逻辑框图、符号及引脚排列如图4-1-1(a)、(b)、(c)所示。
图4-1-1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流I CCL和高电平输出电源电流I CCH与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。
I CCL是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电源。
I CCH是指输出端空截，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。
通常I CCL＞I CCH，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P CCL=V CC·I CCL。
手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。
I CCL和I CCH测试电流如图4-1-2(a)、(b)所示。
注意：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压V CC只允许在+5V±10%的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。
(2)低电平输入电流I iL和高电平输入电流I iH。
I iL是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。
在多级门电路中，I iL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，因此一般希望I iL小些。
I iH是指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端空载时，流入被测输入端的电流值。
在多级门电路中，它相当于前级门输入高电平时，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I iH小些。
实验十四TTL、CMOS门电路参数及逻辑特性的测试
实验十四TTL、CMOS门电路参数及逻辑特性的测试大学通信工程系林XX一.实验目的：1、掌握TTL、CMOS与非门参数的测量方法；2、掌握TTL、CMOS与非门逻辑特性的测量方法；3、掌握TTL与CMOS门电路接口设计方法。
二.实验原理：(一)TTL门电路：TTL门电路是标准的集成数字电路，其输入、输出端均采用双极型三极管结构：凡是TTL器件特性均与TTL门电路具有相同特性，故需了解TTL门电路的主要参数。
7400是TTL型中速二输入端四与非门。
图1是它的部电路原理图和管脚排列图。
1、TTL与非门的主要参数：（1）输入短路电流：I IS：与非门某输入端接地时，该输入端接入地的电流。
（2）输入高电平电流I IH：与非门某输入端接V CC（5V），其他输入端悬空或接V CC时，流入该输入端的电流。
TTL与非门特性如图2所示：（3）开门电平V ON:使输出端维持低电平V OL所需的最小输入高电平，通常以V O=0.4V时的Vi定义。
（4）关门电平V OFF：使输出端保持高电平V OH所允许的最大输入低电平，通常以Vo=0.9V OH时的Vi定义。
阀值电平V T:V T=(V OFF+V ON)/2（5）开门电阻R ON：某输入端对地接入电阻（其他悬空），使输出端维持低电平（通常以V O=0.4V）所需的最小电阻值。
（6）关门电阻R OFF：某输入端对地接入电阻（其他悬空），使输出端保持高电平V OH（通常以V O=0.9V OH 所允许的最大电阻值）。
TTL与非门输入端的电阻负载特性曲线如图3所示。
（7）输出低电平负载电流I OL：输出保持低电平V O=0.4V时允许的最大灌流（如图4）；（8）输出高电平负载电流I OH：输出保持高电平V O=0.9V OH时允许的最大拉流；（9）平均传输延迟时间tpd：○1开通延迟时间t OFF：输入正跳变上升到1.5V相对输出负跳变下降到1.5V的时间间隔；○2关闭延迟时间t ON：输入负跳变上升到1.5V相对输出正跳变下降到1.5V的时间间隔；○3平均传输延迟时间：开通延迟时间与关闭延迟时间的算术平均值。
实验一-TTL和CMOS集成门电路参数测试
第2章 数字电路与逻辑设计基本实验2.1 TTL 和CMOS 集成门电路参数测试2.1.1 实验目的1.了解TTL 和CMOS 逻辑门电路的主要参数及参数意义。
2.熟悉TTL 和CMOS 逻辑门电路的主要参数的测量方法。
3.掌握TTL 和CMOS 逻辑门电路的逻辑功能及使用规则。
4.掌握数字电路与逻辑设计实验的基本操作规范。
2.1.2 实验仪器及器件2.1.3 实验原理逻辑门电路早期是由分立元件构成，体积大，性能差。
随着半导体工艺的不断发展，电路设计也随之改进，使所有元器件连同布线都集成在一小块硅芯片上，形成集成逻辑门。
集成逻辑门是最基本的数字集成元件，目前使用较普遍的双极型数字集成电路是TTL 逻辑门电路，它的品种已超过千种。
CMOS 逻辑门电路是在TTL 电路问世之后，所开发出的另一种广泛应用的数字集成器件。
从发展趋势来看，由于制造工艺的改进，CMOS 器件的性能有可能超越TTL 而成为占主导地位的逻辑器件。
CMOS 器件的工作速度可以接近TTL 器件，而它的功耗和抗干扰能力则远优于TTL 器件。
早期生产的CMOS 门电路为4000系列，随后发展为4000B 系列。
当前与TTL 兼容的CMOS 器件如74HCT 系列等，可与TTL 器件替换使用。
通过本次实验，希望同学们初步掌握数字电路集成芯片的使用方法及实验的基本操作规范。
GND1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A4B4Y3A3B3YV CCV SS1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A4B4Y3A3B3YV DD图2.1.1 74LS00管脚排列及逻辑符号 图2.1.2 CD4011B 管脚排列及逻辑符号（一）TTL与非门的参数本实验采用TTL双极型数字集成逻辑门器件74LS00，它有四个2输入与非门，封装形式为双列直插式，引脚排列及逻辑符号如图2.1.1所示，其中A、B为输入端，Y为输出端，Y 。
TTL逻辑门电路主要参数有：输入输出关系为AB1．电源特性参数I CCL、I CCHI CCL是指输出端为低电平时电源提供给器件的电流，即逻辑门的输入端全部悬空或接高电平时，且该门输出端空载时电源提供器件的电流；I CCH是指输出为高电平时电源提供给器件的电流，即输入端至少有一个接地，输出端空载时电源提供器件的电流。
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实验二 CMOS 、TTL 逻辑门电路测试
一、实验目的
1、掌握CMOS 、TTL 逻辑门电路特性测试的方法。
2、掌握CMOS 、TTL 逻辑门电路的主要技术指标。
3、比较CMOS 门和TTL 门的特点。
二、实验仪器及器件
1、双踪示波器、数字万用表、实验箱
2、实验用元器件：① 74LS00 1片 ② CD4001B 1片
三、实验内容及结果分析
1．CD4069逻辑电平测试及功能测试
本实验采用CD4069芯片，分别选择电源电压V dd = 5V 和V dd = 12V 验证其逻辑功能。
根据CMOS 芯片的特性参数，在输入端A 加不同的逻辑电平V A ．用电压表测出相应输出端的逻辑电平Vo ．记录测试结果，并根据测试结果列成真值表，写出逻辑表达式，验证其逻辑功能。
表 1.1A 表1.1B 表1.1 输入 输出
V DD =5V
V DD =12V
输入 输出 A O V A /V V O /V V A /V V O /V A O 0 1 0.000 5.053 0.000 11.94 0 1 1
5，067
0.020
11.99
0.101
1
逻辑表达式：L A = 2． CD4069电压传输特性
按图3.1所示接线。
令芯片的电源电压V dd = 10V 。
调节电位器Rw 的阻值．使V I 在+0～+10V 变化，观察输出电压的变化，指出ViL 、ViH 、VoL 、VoH 、转折点输入电平Vth 、抗干扰容限。
表1.2
V I /V 0.006 0.375 1.115 2.022 3.105 4.021 5.001 5.251 5.439 5.63 V O /V 9.96 9.96 9.96 9.93 9.66 9.20 8.20 7.70 7.03 5.387 V I /V 5.808 6.08 6.69 7.24 7.64 8.13 8.64 9.00 9.27 9.97 V O /V
2.729
1.751
1.1011
0.647
0.460
0.293
0.167
0.110
0.083
0.066
V IL =2.022V V OL =0.066V
V IH =8.13V V OH =9.96V V th =5.63V
输入高电平的噪声容限 (min)(min)9.968.13 1.83NH OH IH V V V V V V =-=-= 输出低电平的噪声容限 (max)(max) 2.0220.066 1.956NL IL OL V V V V V V =-=-=
3．74LS00逻辑电平测试及功能测试
TTL 集成电路电源电压V cc = 5V 。
本实验采用TTL 逻辑门电路74LS00芯片，根据TTL 芯片的特性参数，在输入端A 、B 加不同的逻辑电平V A 、V B ．用电压表测出相应输出端的逻辑电平Vo ．记录测试结果，并根据测试结果列成真值表，写出逻辑表达式，验证其逻辑功能。
表1.3A 表1.3B 表1.3 A B O
V A /V
V B /V
V O /V
A
B
O
0 0 1 0.001 0.001 4.173 0 0 1 0 1 1 0.001 4.982 4.210 0 1 1 1 0 1
4.961 0.001 4.210
1 0 1 1 1 0
5.069
5.069
0.191
1
1
逻辑表达式：L A B = 4. 74LS00电压传输特性
测试电路参照图3.1，测试芯片换成74LS00，芯片的电源电压V cc = 5V 。
调节电位器Rw 的阻值．使V I
在+0～+5V 变化，观察输出电压的变化，指出V iL 、V iH 、V oL 、V oH 、转折点输入电平V th 、抗干扰容限。
表1.4 V I /V 0.268 0.683 0.780 0.877 0.939 0.988 1.028 1.078 1.134 1.645 2.706 V O /V
4.211 4.208 4.187 4.062 3.725 3.159 2.126 0.183 0.175 0.171 0.171
1.645IL V V =
2.706IH V V =
0.171OL V V = 4.211OH V V = th 1.028V V = 输入高电平的噪声容限 (min)(min) 4.211 2.706 1.505NH OH IH V V V V V V =-=-= 输出低电平的噪声容限 (max)(max) 1.6450.1710.474NL IL OL V V V V V V =-=-=
5.门电路的驱动能力测试
扇出系数N O 是衡量门电路负载能力的一个参数，有低电平扇出系数N OL 和高电平扇出系数N OH ，通常N OH >N OL ，故常以N OL 作为门电路的扇出系数。
I IL 的测试电路如图3.2所示，
图 3.2 图3.3
I OL 的测试电路如图3.3所示。
调节电位器使I OL 增大，V OL 随之增大，当V OL 达到V OL （max ）（规范值为0.4V ）时的I OL 就是I OL （max ）。
测试芯片采用74LS00，电源电压V cc = 5V 。
分别测出I IL 和I OL （max ），计算N OL 。
表1.5
门电路应用的注意事项：
1、电源电压有两个电压：额定电源电压和极限电源电压。
额定电源电压指正常工作时电源电压的允许大小：TTL 电路为5V ；CMOS 电路为3～15V
2、输入电压要求：输入高电平电压应大于V IH （min ）而小于电源电压；输入低电平电压应大于0V 而小于V IL （max ）。
输入电压小于0V 或大于电源电压将有可能损坏集成电路。
3、门电路的输出带同类门的个数不得超过扇出系数，否则可能造成状态不稳定；在速度高时带负载数尽可能少；门电路输出接普通负载时，其输出电流就小于I OL （max ）和I OH （max ）。
4、在工作时应注意静电对器件的影响。
I IL 0.23mA I OL （max ） 6.48mA N OL 28 (max)/OL OL IL
N I I =&
m
+5V
mA
&
V
10k
100。