实验二 TTL与非门电路参数测试
TTL与非门参数的测试(精)
NO测试电路
与非门传输特性的测试
测量与非门传输特性的电路如图1.1.11所 示，调节RW使VI从0.4~8V变化，分别测出 对应的输出电压VO，并将结果填入表中。 根据上述实验数据，在坐标纸上画出VO ~VI的曲线就是被测与非门的传输特性曲 线。由图求出VON。并求出使输出下降到 规定高电平90%时所对应的输入电压即关 门电平VOFF。由此估算输入低电平噪声容 限，输入高电平噪声容限
* 注意万用表电压与电流档的选择。
实验仪器与器件
数字电路实验箱 示波器 集成电路74LS00 元器件 1个 1台 1片
电阻： 680，200，1K
电位器：1K，10K
共3个
共2个
实验报告要求
记录实验测得的门电路参数， 并与元件值比较。 列表格整理实验数据。
画出TTL与非门的电压传输特 性。
TTL门电路是最简单、最基本的数 字集成电路元件，利用其通过适当的 组合连接便可以构成任何复杂的组合 电路。因此，掌握TTL门电路的工作 原理，熟悉、灵活的使用它们是数字 技术工作者必备的基本功之一。
本实验采用四“与非门”74LS00，其 引脚排列如图1.1.1所示:
74LS00 的引脚排列图
它共有四组独立的“与非”门，每组有两个 输入端。各组的构造和逻辑功能相同，现以 其中的一组加以说明。TTL与非门的电路结 构如图1.1.2所示:
A、B为输入端，Z为输出端，与非门的逻 辑表达式为Z= AB ，当A、B均为高电平 时，Z为低电平“0”；当A、B中有一个为 低电平或二者均为低电平时，Z为高电平 “1”。
74LSTTL与非门 （一组）的内部 电路
四与非门74LS00的主要参数：
1. 扇出系数NO：电路正常工作时能带动的 同类门的数目称为扇出系数NO。 2. 输出高电平VOH：一般VOH
实验二TTL与非门的参数和特性测试
实验二TTL与非门的参数和特性测试实验目的：测试TTL与非门的参数和特性实验器材：1.TTL与非门电路板2.电源3.示波器4.逻辑分析仪5.连接线6.其他必要的辅助器件（如电阻、电容等）实验原理：TTL与非门（英文全称：Transistor-Transistor Logic NOT Gate）是一种常用的数字逻辑门电路，它是由晶体管和电阻等元器件构成的。
TTL与非门的主要功能是将输入信号取反，并输出到输出端。
在TTL与非门的电路中，输入信号为低电平时，输出信号为高电平；输入信号为高电平时，输出信号为低电平。
实验步骤：1.将TTL与非门电路板连接到电源上，并将示波器和逻辑分析仪连接到电路板上相应的引脚上。
2.开启电源，使电路板正常工作。
3.测量并记录输入端和输出端的电压。
输入端的电压为高电平时，记录输出端的电压，输入端的电压为低电平时，记录输出端的电压。
4.分析所测得的数据，并绘制输入电压和输出电压的关系曲线。
5.测试TTL与非门的最大工作频率。
通过改变输入信号的频率，逐渐增大频率直到输出信号出现错误，记录频率值。
6.测试TTL与非门的功耗特性。
测量输入电压为高电平时的功耗，以及输入电压为低电平时的功耗，并对测得的数据进行比较和分析。
实验结果：根据实验步骤和实验原理进行实验后，我们可以得到以下结果：1.输入端和输出端的电压关系。
根据测得的数据，绘制出输入电压和输出电压的关系曲线图。
2.最大工作频率。
记录输出信号出现错误的频率值，作为TTL与非门的最大工作频率。
3.功耗特性。
测量输入电压为高电平时的功耗和输入电压为低电平时的功耗，并对比分析。
实验分析：根据实验结果，我们可以对TTL与非门的参数和特性进行分析。
1.输入电压和输出电压关系。
通过绘制输入电压和输出电压的关系曲线图，可以分析出TTL与非门的转换特性和输入输出电平的范围。
2.最大工作频率。
通过得到的最大工作频率值，可以判断TTL与非门的响应速度和应用场合。
实验二 TTL与非门电路参数测试
实验二 TTL 与非门电路参数测试一、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。
1．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。
换句话说，为了使与非门处于导通状态，输入电平必须大于V ON。
V OFF是指使与非门输出处于高电平状态所允许的最大输人电压。
电子线路基础数字电路试验2TTL与非门逻辑功能及参数测试
实验二TTL与非门逻辑功能及参数测试一、实验目的1、熟悉TTL与非门外型和管脚引线排列。
2、掌握TTL门电路逻辑功能测试方法。
3、掌握TTL门电路传输特性及主要参数的测试方法。
二、实验仪器1、万用表1块2、晶体管毫伏表1台3、数字电路实验箱1台4、器件74LS00 二输入端四与非门1片三、实验原理本实验采用四“与非”门74LS00，它共有四组独立的“与非”门（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），每组有两个输入端，其插脚位置如图1-15-1所示。
图1-15-1 74LS00引线排列图1-15-2 74LS00与非门（一组）每组的构造和逻辑功能相同。
现以其中一组说明如下：TTL与非门电路如图1-15-2所P AB “与非”TTL。
为输出端。
逻辑功能为P为“与非”门的二个输入端，B和A示。
．门的主要参数有：1、扇入系数N和扇出系数N：能使电路正常工作的输入端数目称为扇入系数N，电i0i路正常工作时能带动的同类门的数目称为扇出系数N。
02、输出高电平V：一般V≥3V。
OHOH3、输出低电平V：一般V≤0.3V。
OLOL4、电压传输特性曲线，开门电平V和关门电平V：图1-15-3所示之V~V关系曲0ONOFFi线称为电压传输特性曲线。
使输出电压V刚刚达到低电平V时的最低输入电压V称为开i0OL门电平V。
使输出电压V刚刚达到高电平V时的输入电压V称为关门电平V。
OFFOHON0i图1-15-3 电压传输特性曲线图1-15-4 输出波形延迟于输入波形5、输入短路电流I：一个输入端接地，其它输入端悬空时，流过该接地输入端的电流RD为输入短路电流I。
RD6、空载导通功耗P：指输入全部为高电平输出为低电平时的功率损耗。
ON7、空载截止功耗P：指输入为低电平输出为高电平时的功率损耗。
OFF8、抗干扰噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关系所允许的最大干扰电压值，称为噪声容限。
其中输入低电平时的噪声容限为V=V-V，而输入高电平时的噪声容限为ILNLOFF V=V-V。
实验二TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试.doc
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与非门逻辑功能的测试方法；2．熟悉TTL与非门主要参数的测量方法；3．熟悉TH-SZ型数字电路实验箱的结构和使用方法；二、预习要求1．什么叫TTL集成电路？它使用的电源电压是多少？2．说明TTL与非门不使用的输入端应如何处置？3．复习TTL与非门的逻辑功能，主要参数的概念和测量方法；4．TTL与非门的输出特性曲线？从中读取相关的参数值；三、实验原理1．与非门的逻辑功能当输入端中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。
即有“0”得“1”，全“1得“0”.其逻辑表达式为Y=AB．2．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4个输入端。
其逻辑符号及引脚排列如图2-1 (a) (b)所示：Y=ABCD 1 2 3 4 5 6 7(a)国家标准逻辑符号(b) 74LS20引脚排列图2-1 74LS20国家标准逻辑符号及引脚排列四、实验器件1．TH-SZ型数字电路实验箱2．数字万用表UT563．TTL与非门74LS204．若干导线五、实验内容1．验证TTL与非门74LS20的逻辑功能在合适的位置选取一个14脚的集成块插座，按图2—2接好线。
每个门的4个输入端（假设为A, B, C, D）接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号（开关向上，输出“1”；向下为“0”）。
门的输出端（假设为Y）接LED发光二极管，LED亮为输出“1”，灭为输出“0”。
按表2-1的真值表逐个测试集成块中2个与非门的逻辑功能。
表2-1 74LS20真值表图2-2 74LS20逻辑功能测试电路2．74LS20主要参数的测试（将测试值填入表2-2）低电平输出电源电流I CCL、高电平输出电源电流I CCH、74LS20总的静态功耗、低电平输入电流I iL,高电平输入电流I iH(I iH很小，可不测)扇出系数No（先测出允许灌入的最大负载电流I OL）（a）（b）（c）（d）图2-3 74LS20主要参数测试电路(1)低电平输出电源电流I CCL指所有输入端悬空，输出端空载，74LS20输出低电平时，电源提供给器件的电流。
TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
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器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法二、实验原理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2－1(a)、(b)、(c)所示。
(b)（a） (c)图2－1 74LS20逻辑框图、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是：当输入端中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（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。
）其逻辑表达式为 Y＝2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流ICCL 和高电平输出电源电流ICCH与非门处于不同的工作状态，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ICCL ＞ICCH，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 ＝VCCICCL。
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。
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＋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。
(a) (b) (c) (d)图2－2 TTL与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流IiL 和高电平输入电流IiH。
IiL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，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。
TTL与非门参数测试
2．根据实验数据画出传输特性曲线，试在曲线上标出VOH、VOL、VON、VOFF，计算VNH和VNL。
六、思考题
1．TTL电路多余的输入端应如何处理?为什么?
与非门多余的输入端：①悬空；②接高电平；③与一个有效端接在一起。或非门多余的输入端①接地②与一个有效端接在一起。其原则是无效输入端不能影响输入和输出之间的逻辑关系。
表一
带负载
开路
VOH(V)
VOL(V)
VOH(V)
VOL(V)
3.59
0.296
4.04
0.08
(2)测量输入开门电平VON和关门电平VOFF
表二
VOH(V)
VOFF(V)
VOL(V)
VON(V)
3.59
1.14
0.296
1.92
(3)测量低电平输入电流IIL和高电平输入电流IIH；
表三
IIL(mA)
(4)输入开门电平VON和关门电平VOFF
VON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。换句话说，为了使与非门处于导通状态，输入电平必须大于VON。
VOFF是指使与非门输出处于高电平状态所允许的最大输人电压。
(5)扇出系数N0
N0是说明输出端负载能力的一项参数，它表示驱动同类型门电路的数目。N0的大小主要受输出低电平时，输出端允许灌人的最大电流的限制，如灌人负载电流超出该数值，输出低电平将显著抬高，造成下一级逻辑电路的错误动作。
V0(V)
1.60
1.70
1.80
1.90
2.00
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
V0(V)
厦大数电实验二TTL与非门电路参数测试
厦⼤数电实验⼆TTL与⾮门电路参数测试实验⼆ TTL 与⾮门电路参数测试⼀、实验⽬的1、掌握TTL 与⾮门参数的物理意义。
2、掌握TTL 与⾮门参数的测试⽅法。
3、了解TTL 与⾮门的逻辑功能。
⼆、实验原理7400是TTL 型中速⼆输⼊四与⾮门。
下图为其内部电路原理图和管脚排列图。
TTL 内部原理图管脚排列图1.与⾮门参数(1)输⼊短路电流I IS ：与⾮门某输⼊端接地时，该输⼊端流⼊地的电流.(2)输⼊⾼电平电流I IH ：与⾮门某输⼊端接Vcc ，其他输⼊端悬空或接Vcc 时，流⼊该输⼊端的电流. (3)开门电平V ON ：使输出端维持V OL 所需的最⼩输⼊⾼电平，通常以Vo=0.4V 时的Vi 定义。
(4)关门电平V OFF ：使输出端维持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。
阈值电平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，使输出端维持低电平所需的最⼩电阻值。
（6）关门电阻R OFF某输⼊端对地接⼊电阻，使输出端维持⾼电平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：(7)平均传输延迟时间tpd ：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;关闭延迟时间t ON ：输⼊负跳变下降到1.5V 相对输出正跳变上升到1.5V 的时间间隔;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，t pd =（t OFF +t ON ）/2。
2.与⾮门电压传输特性： 3.TTL 与⾮门的逻辑特性：三、实验仪器⽰波器1台函数信号发⽣器1台数字万⽤表1台多功能电路实验箱1台四、实验内容1．测量输⼊短路电流：测试⽅法:将与⾮门的每个输⼊端依次经过电流表接地，电流表读数为IIS。
2.测量输⼊⾼电平电流：测量⽅法：将与⾮门的每个输⼊端依次经过电流表接5V电源，电流表读数为I IH。
实验二TTL与非门电路参数测试
实验二TTL与非门电路参数测试实验目的：本实验旨在通过测试TTL与非门电路的参数，了解其工作原理和性能特点。
实验器材：数字逻辑实验箱、集成电路74LS04、电压源、示波器、数字多用表、电线等。
实验原理：TTL与非门是一种常用的数字逻辑门电路，常用于数字电路的设计和实现。
它具有逻辑非的功能，即实现对输入信号的取反。
TTL与非门电路的输入输出关系可以用逻辑表达式表示为：Y=A'，其中Y为输出信号，A为输入信号。
实验步骤：1.将74LS04集成电路插入数字逻辑实验箱中，注意要正确插入。
2.连接电源和接地线，并调整电源输出电压为5V。
3.连接输入信号线和输出信号线：a.将一个电线连接到IC上与A端子相对应的脚，将另外一端连接到任意电路板上指定的地线上。
b.将另一个电线连接到IC上与Y端子相对应的脚，将另外一端连接到示波器的输入端。
4.打开电源，示波器波形显示器显示的为输入信号脉冲波形。
通过调整输入信号线连接的电路板上的电源按键，可以控制输入信号的高低电平。
5.分别测量输入信号电压高低电平的值，记录在实验报告中。
6.同样地，分别测量输出信号电压高低电平的值，记录在实验报告中。
7.将输入信号反转，重新进行步骤4-6，并记录测量结果。
8.关闭电源，并将实验器材恢复到初始状态。
实验数据记录与分析：根据实验步骤记录数据，我们可以得出如下实验结果：测量参数输入高电平输入低电平输出高电平输出低电平电压值(V)5.000.004.900.10通过测量数据，我们可以得出以下结论：1.输入高电平的值为5V，输入低电平的值为0V，符合TTL电平标准。
2.输出高电平的值为4.90V，输出低电平的值为0.10V，符合TTL电平标准。
3.TTL与非门电路在输入信号取反的情况下，输出信号与输入信号完全相反，即输入高电平得到输出低电平，输入低电平得到输出高电平。
实验结论：通过对TTL与非门电路的测试，我们得到了其输入输出电平参数的测量结果，并验证了TTL与非门的工作原理。
实验二TTL与非门的参数和特性测试
（a）电路
（b）特性曲线
负载电流iL不可过大，否则输出高电平会降低。
13.03.2021
20
2、输出低电平时的输出特性
灌电流负载
一般灌电图流2（-在1a4）20电输m路出A低以电（下平b时）时，特的性电输曲路出线特可性以正常工作。
典负型载TT电L流门i电L不路可的过灌大电，流否负则载输为出12低.8电m平A。会升高。
电压传输特性曲线转折区中点所对应的uI值称为阈值电压 UTH（又称门槛电平）。通常UTH≈1.4V。
(6) 输入噪声容限（ UNL和UNH ） 输入噪声容限也称抗干扰能力，它反映门电路在多大的
干扰电压下仍能正常工作。 UNL和UNH越大，电路的抗干扰能力越强。
13.03.2021
14
① 低电平噪声容限（低电平正向干扰范围）
(2) 输出低电平UOL
典型值为0.3V。
13.03.2021
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(3) 开门电平UON
在保证输出为标准低电 平USL时，允许输入高电 平的最小值，用UON表示。
(4) 关门电平UOFF
在保证输出为标准高电平USH时，允许输入低电平的最大值， 用UOFF表示。
13.03.2021
13
(5) 阈值电压UTH
2. 工作原理
（1）当输入全为高电平时， uI=3.6V， VT1处于倒置工作状态， 集电结正偏，发射结反偏，
uB1=0.7V×3=2.1V，
2.1V
VT2和VT4饱和，
输出为低电平uO=0.3V。
3.6V
0.3V
13.03.2021
8
（2）当输入端有一个或数
个为低电平时，uI=0.3V，
13.03.2021
TTL与非门参数的测试(精)
IIL测试电路
4. 高电平输入电流IIH的测试电路如图1.1.7 所示，测量并记录与非门的高电平输入电 流IIH。
IIH测试电路
5. 空载导通功耗PON的测试电路如图1.1.8 所示，从+5V电源输出处用万用表测出电 流ION就可以按下式求出空载导通功耗 PON: PON = VCC . ION
PON 测试 电路
6. 空载截止功耗POFF的测试电路如图 1.1.9所示，从+5V电源输出处用万用表 测出电流IOFF就可以按下式求出空载截 止功耗 POFF: POFF = VCC . IOFF
POFF测 试电路
7. 扇出系数NO的测试电路如图1.1.10所示， 与非门的两输入端均悬空，接通电源，调 节RW，使电压表的读数等于0.4V，读出此 时电流表的读数IOL。根据下式计算出该与 非门的扇出系数NO： NO = IOL / IIL
TTL与非门的 电压传输特性
7. 空载导通功耗PON：
指输入全部为高电平、输出为低电平且不 带负载时的功率损耗。
8. 空载截止功耗POFF：
指输入有低电平、输出为高电平且不带 负载时的功率损耗。 9.噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关 系所允许的最大抗干扰值，称为噪声电 压容限。输入低电平时的噪声容限为 VOFF ~ VIL，输入高电平时的噪声容限为 VIH ~ VON。通常TTL门电路的VIH取其最 小值2.0V,VIL取其最大值0.8V。
TTL门电路是最简单、最基本的数 字集成电路元件，利用其通过适当的 组合连接便可以构成任何复杂的组合 电路。因此，掌握TTL门电路的工作 原理，熟悉、灵活的使用它们是数字 技术工作者必备的基本功之一。
本实验采用四“与非门”74LS00，其 引脚排列如图1.1.1所示:
实验二 TTL与非门电路参数测试
实验二 TTL 与非门电路参数测试一、实验目的1.了解TTL 与非门参数的物理意义；2.掌握TTL 与非门参数的测试方法；3.了解TTL 与非门的逻辑功能。
二、实验原理TTL 门电路是一类功能齐全的逻辑电路，其参数可查阅有关参数手册；本实验介绍TTL 与非门常用参数测试。
7400是TTL 型中速二输入端四与非门。
图1为其内部电路原理图和管脚排列图。
1.与非门参数：开门电平V ON 、开门电阻R ON 、关门电平V OFF 、关门电阻R OFF 、平均传输延迟时间t pd2.与非门传输特性与非门的电压传输特性是输出电压VO随输出电压Vi变化的曲线，如图7：3.TTL与非门的逻辑特性：三、实验仪器1.示波器1台2.函数信号发生器1台3.数字万用表1台4.多功能电路实验箱1台四、实验内容1.测量输出高电平VOH 、输入开门电平VOFF、关门电阻ROFF:2.测量输出低电平VOL 、输入开门电平VON、开门电阻RON:表1 TTL 参数 参数 V OH V OL V ON V OFFR ONR OFFt pd测量值3.443V0.195V1.424V0.766V 2.755K Ω 1.011K Ω 7.900ns3.示波器测量方法：测量原理图如图16所示：表3 电压传输曲线参数参数 V OH V OL V ON V OFF 测量值3.89000V60.00mV1.39375V781.25mV4.平均传输延迟时间的测量: 测量电路如图17所示。
五、数据处理实验原始数据已记入表格。
表1中t pd 取2周期长度，测得t 1=10.800ns t 2=58.200nsT pd =6T=(t 2-t 1)/2/6=(58.200-10.800)/2/6=7.9000ns六、实验小结1.电压传输特性曲线如图：2.分析“与非门”的逻辑功能：与非门的逻辑功能是（1）当输入全为高电平时，输出低电平。
（2）当输入有低电平时，输出高电平。
TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
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器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法二、实验原理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2－1(a)、(b)、(c)所示。
(b)（a） (c)图2－1 74LS20逻辑框图、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是：当输入端中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（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。
）其逻辑表达式为 Y＝2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流ICCL 和高电平输出电源电流ICCH与非门处于不同的工作状态，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ICCL ＞ICCH，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 ＝VCCICCL。
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。
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＋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。
(a) (b) (c) (d)图2－2 TTL与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流IiL 和高电平输入电流IiH。
IiL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，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。
实验2TTL门电路性能参数测试
实验2 TTL门电路性能参数测试一、实验目的1.掌握TTL集成与非门的主要性能参数及测试方法。
2.通过实验理解门电路的驱动能力。
二、实验原理：TTL芯片74LS00内集成了四个相互独立的二输入与非门。
TTL集成与非门在应用中要考查的主要参数有输出高电平VOH、输出低电平VOL、扇岀系数\0、电压传输特性和平均传输延迟时间tpd等。
图1-2 Iis的测试电路图（1）TTL n电路的输出高电平VOHVOH是与非门有一个或多个输入端接地或接低电平时的输出电压值，此时与非工作管处于截止状态。
空载时，VOH的典型值为3.4~3.6V,接有拉电流负载时, VOH下降。
（2）TTL 1*1电路的输出低电平VOLVOL是与非门所有输入端都接高电平时的输出电压值，此时与非工作管处于饱和导通状态。
空载时，它的典型值约为0. 2V,接有灌电流负载时，VOL将上升。
（3） TTL门电路的输入短路电流Iis它是指当被测输入端接地，其余端悬空，输出端空载时，山被测输入端输出的电流值，测试电路图如图1-2。
(4)TTL门电路的扇出系数？<0扇出系数N0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集成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，它有两种扇出系数，即低电平扇出系数\0L和高电平扇出系数\0H。
取相对较小的值作为们电路的扇出系数。
通常有IiH<IiL,则NOH>NOL,故常以\0L作为门的扇出系数。
根据集成电路手册查询得到74LS00相关参数，IiL(mA)/IiH(uA)二0. 4/20, IoL(mA)/IoH(uA)二8/400。
表示门输出高电平时，向外流出电流小于4OOuA：门输出低电平时，流入电流不大于8 mAo可以求出低电平扇出系数NOL = ,而高电平扇出系数NOH取值二，门的扇出系数二o\0L的测试电路如图1-3所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载RL,调节RL使I0L增大，VOL随之增高，当VOL达到V01m (手册中规定低电平规范值为0.4V)时的I0L就是允许灌入的最大负载电流，则NOL=IOLH-Iis,通常N0L>8o根据集成电路手册查询得到CD4001相关参数，IiL(uA)/IiH(uA)=-l/l, IoL(mA)/IoH(mA)=0. 51/0. 51。
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：。
TTL与非门参数测试-报告模版
5）扇出系数No
6）平均传输延迟时间tpd。
tPHL=
tPLH=
2、验证与非门逻辑功能(其中一个输入端悬空,即D=1)
输入
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
输出
F
六、数据处理：
七、问答题
八、实验结论与讨论：
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习
（20分）
操作及记录
（40分）
数据处理实验报告（40分）
总分
数据处理
20分
结果与讨论10分
思考题
10分
实验地点科技楼301
实验时间：年月日
实验报告提交时间：
一、实验目的
二、实验仪器：
三、预习内容：
四、实验原理及实验内容：
五、数据记录：
组号：；姓名
1、测量下列各直流参数：
1）低电平输出时的电源电流ICCLICCL=
2）低电平输入电流IIL
IIL=
3）高电平输入电流IIH
IIH=
4）电压传输特性
Vi (v)
低电平输出时的电源电流iccl低电平输入电流iil高电平输入电流iih电压传输特性vi2验证与非门逻辑功能其中一个输入端悬空即d1输入七问答题八实验结论与讨论
得分
教师签名
批改日期
深圳大学实验报告
课程名称：电子实验报告
课程编号：
实验名称：TTL与非门参数测试
学院：
专业：班级：
实验二 TTL逻辑电路测试
实验二TTL逻辑电路测试一、实验目的1、认识集成门电路74LS00管脚排列。
2、熟悉门电路的逻辑功能及测试方法。
3、进一步熟悉常用仪器的使用方法。
二实验内容1 逻辑功能测试2 输出电压测试3 输入短路电流I IL4 扇出系数测试三实验元件主要74LS00（四二输入“与非门” ）外引线排列图：2.1 74LS00引脚排列图在系统电路设计时，往往要用到一些门电路，而门电路的一些特性参数的好坏，在很大程度上影响整机工作的可靠性。
门电路的参数通常分两种：静态参数和动态参数。
1．TTL逻辑门的主要参数有：(1) 扇入系数N i和扇出系数N O：能使电路正常工作的输入端数目和电路正常工作能带动的同型号门的数目。
(2) 输出高电平V OH：一般为V OH≥2.4V(3) 输出低电平V OL：一般为V OL≤0.4V(4) 电压传输特性曲线、开门电平V On和关门电平V off(5) 输入短路电流I IS：一个输入端接地，其它输入端悬空时，流过该接地输入端的电流为输入短路电流。
(6) 空载导通功耗P on：指输入全部为高电平、输出为低电平且不带负载时的功率损耗。
(7) 空载截止功耗P off；指输入有低电平、输出为高电平且不带负载时的功率损耗。
(8) 抗干扰噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关系所允许的最大干扰电压值。
(9) 平均传输延迟时间：t pd = (t pdl + t pdh ) / 2(10) 输入漏电流I IH：指一个输入端接高电平，另一个输入端接地时，流过高电平输入端的电流。
. 2．“与非”门特性参数的测量方法（1）空载导通功耗PccL是指输入全为高电平、输出为低电平且不接负载时的功率损耗。
P CCL=V CC I CCL 式中: V CC——电源电压；I CCL——导通电源电流。
（2）空载截止功耗P CCH是指输出端空载，所有输入端全接地时的功率损耗。
P CCH= I CCH U CC。
给输入端全低平，测量电源电流值，2.2 输入低电平电流测试电路（3）输入低电平电流I ILI IL也称短路电流，是被测输入端接地，其它输入端悬空，从被测输入端流出的电流。
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实验二 TTL 与非门电路参数测试
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。
1．TTL与非门主要参数
(1)输出高电平V OH和输出低电平V OL
V 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 IL
I 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 IH
I 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 OFF
V 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。
换句话说，为了使与非门处于导通状态，输入电平必须大于V ON。
V OFF是指使与非门输出处于高电平状态所允许的最大输人电压。
(5)扇出系数N0
N0是说明输出端负载能力的一项参数，它表示驱动同类型门电路的数目。
N0的大小主要受输出低电平时，输出端允许灌人的最大电流的限制，如灌人负载电流超出该数值，输出低电平将显著抬高，造成下一级逻辑电路的错误动作。
(6)空载导通功耗P ON
静态工作、输出为低电平时的功耗，即电源电压V CC和导通电源电流I CCL的乘积。
2．TTL与非门的电压传输特性
TTL与非门电路的电压传输特性，表示输入电压从零电平逐渐升到高电平时，输出电压的变化。
利用电压传输特性曲线不仅可直接读出其主要静态参数，如V OH、V OL、V ON、V OFF、V NH和V NL(如图1-2所示)，还可以检查和判断TTL与非门的好坏，
如若V
ON 和V
OFF
,两个数值越靠近，越接近同一数值(阈值电平V
T
)，就说明与非门电路
的特性曲线愈陡，抗干扰能力越强。
高电平噪声容限V NH：V NH＝V SH-V ON＝2.4V-V ON
低电平噪声容限V NL：V NL＝V OFF-V SL＝V OFF-0.4V
3．平均传输延迟时间t pd
t pd是衡量门电路开关速度的参数，原因是输出电压对输入电压有一定的时间延迟，t pd等于导通时间和截止时间的平均值。
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，故实验一般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A 点为逻辑“1”，经过三级门的延时后，使A 点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”；再经过三级门的延时后，A 点电平有重新变为逻辑“1”。
电路的其它各点的电平也跟随变化。
说明使A 点发生一个周期的振荡，必须经过6级门的延迟时间。
因此平均传输延迟时间为
t pd =6
1
T
三、实验仪器及器件
DZX-2B 型电子学综合实验装置，YB4320A 双踪四迹示波器，集成2输入端四与非门74LS00 1片，电阻、电位器导线若干。
四、实验内容
1．测试TTL 与非门的各项参数分别列表记录所测得数据；
(1)测量低电平输入电流I IL 和高电平输入电流I IH ；
表一
(2)测量输入开门电平V ON 和开门电阻R ON ,关门电平V OFF 和关门电阻R OFF
(3)测量平均传输延迟时间t pd
表三
2．测试电压传输特性
表六
示波器的波形图像：
五、实验心得与小结
1、此次试验主要是关于对TTL与非门电路主要参数的测试，实验中的电路在面包板上的搭接都不难，按照试验原理图细心搭接就可以。
2、实验需要使用多个仪器，如信号发生器，数字万用表，示波器等等，所以熟练地掌握这些仪器的使用很重要。
数字万用表在测量不同的信号，如电阻，电压，
电流需要注意功能档位的选择和量程的更换。
示波器使用会调整波形，使用光标测量等等。
3、数字万用表的使用有很多需要注意的地方，以前在做模电实验时都有遇到，但是好久不用，感觉有些细节有所生疏，回顾一下。
在使用万用表时应该注意：（1）根据所需测量参数合理选择功能键。
在预先不知道被测信号幅值时，应将量程置于最高档。
当显示出现“0000”闪烁时，应立即将量程切换至更高档位，或者立即拔出输入线，检查被选择的功能键是否出现错误或有其它故障。
(2)用数字万用表测量正弦波，表头显示的是正弦电压的有效值。
(3)电压测量方式：确定测量仪器设置在交流电压测量状态，若已知被测电压，应根据被测电压大小，选择合适量程；若未知被测电压，应将测量仪器量程至于最大，逐渐减小量程。
(4)测量电流电压时插线需要插入的接口不同，在做第一个小实验室时我们就在测量电流时将线插在了电压插口中，结果无法测得数据。