实验一 TTL与非门的静态参数测试
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。
实验一 集成逻辑门电路(TTL和CMOS)的参数测试
实验一集成逻辑门电路（TTL和CMOS）的参数测试一、实验目的1、掌握TTL和CMOS与非门主要参数的意义及测试方法。
2、熟悉数字逻辑实验箱的基本功能和使用方法。
二、实验仪器及设备1、数字逻辑实验台2、万用表 2只3、元器件：74LS20（T063）、 CC4012 各一块，2CK11 4只4、电阻及导线若干三、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形）图1-1 图1-21、TTL与非门74LS20静态参数测试导通电源电流ICCL和截止电源电流ICCH 。
测试电路如图1-1。
74LS20为双与非门，两个门的输入端作相同处理。
测得ICCL=12mA，ICCH=1.6mA低电平输入电流IiL 和高电平输入电流IiH。
每一门和每一输入端都测试一次。
测试电路如图2-2。
2、电压传输特性。
调节电位器RW，使Vi从0V向5V变化，逐点测试Vi和VO 值，将结果记录入下表中。
测试电路如图1-3。
3、CMOS双四输入与非门CC4012静态参数测试将CC4012正确插入面包板，测电压传输特性。
测试电路和方法同上，输出端为实验结果分析（回答问题）1、测量TTL与非门输出低电平时要加负载，因为要求集成块有一定带负载的能力，而TTL与非门输出低电平时会有较大负载电流。
图2-3中R选用360Ω是根据最大允许负载电流为：扇出系数（8）×低电平输入电流I iL（1.6mA）得到的。
若R 很小会使负载电流过大，无法得到正常的输出低电平。
2、与非门输入端悬空可以当作输入为“1”，因为悬空相当于Ri=∞，由输入端负载特性可得此结论。
3、TTL或非门闲置输入端的处置方法：与其它输入端并联；接地。
4、实验中所得ICCL和ICCH为整个器件值，单个门电路的ICCL和ICCH 为所测值的一半。
5、CC4012的VDD=15V，则其VOH=14.95V、VOL=0.05V、VTH =7.5V。
重点讲解组合逻辑电路的实验分析的方法与步骤及在实验设备中如何去实现。
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
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)
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与非门的参数测试实验目的：通过测试TTL与非门的参数，了解其工作原理和性能特点。
实验器材：1.TTL与非门集成电路芯片（例如：74LS04）2.面包板3.连线杜邦线4.LED等基础元件5.电源6.示波器实验原理：实验步骤：1.连接电路：将TTL与非门芯片安装在面包板上，并与电源、LED等元件适当地进行连接。
根据需要，可以连接多个输入信号和输出信号。
2.施加电源：将电源接入电路，确保电压符合TTL电路的工作要求（通常为5V）。
3.输入测试：通过外部开关或按钮等触发输入信号，观察输出信号状态的变化。
可以通过连接示波器来观察电路的工作波形。
4.参数测量：根据实验需要，可以测试TTL与非门的不同参数，例如输入电压门限（VIH、VIL）、输出电流和输入电流。
实验结果：通过测试TTL与非门的参数，可以得到以下结果：1.输入电压门限：根据数据手册，可以测量TTL与非门的高电平输入电压门限（VIH）和低电平输入电压门限（VIL）。
这些门限电压确定了逻辑电平的切换点。
2.输出电流：可测量TTL与非门的输出电流，这是通过所选工作电压下的外部负载（如LED）所测得的。
输出电流的大小决定了芯片的驱动能力。
3.输入电流：可以通过测量输入端的电流（通常是输入电压为高电平或低电平时的电流值）来确定TTL与非门的输入阻抗。
实验注意事项：1.操作电路时，应注意电源的稳定性和接线的可靠性，以避免电路损坏。
2.测量参数时，应使用合适的测量仪器，并按照正确的操作步骤进行测量。
3.执行测试时，应按照实验计划记录测试数据，并及时分析和总结实验结果。
实验拓展：1.可以进一步测试TTL与非门的工作速度参数，例如上升时间、下降时间和传播延迟等。
2.可以将TTL与非门与其他逻辑门（如与门、或门等）进行组合，构建更复杂的数字逻辑电路。
3.可以通过改变输入信号的方式，如按钮触发、串行输入等，来测试TTL与非门在不同工作条件下的性能。
本次实验通过测试TTL与非门的参数，能够更好地理解其工作原理和性能特点。
实验一 TTL门电路参数测试实验
实验一 TTL门电路参数测试实验一、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.掌握TTL器件的使用规则。
3.熟悉数字电路测试中常用电子仪器的使用方法。
二、实验原理本实验采用二输入四与非门74LS00，即一块集成块内含有四个相互独立的与非门，每个与非门有两个输入端。
其外引脚排列图如下：图1-1 74LS00外引脚排列图TTL集成与非门的主要参数有输出高电平V OH、输出低电平V OL、扇出系数N0、电压传输特性和平均传输延迟时间t pd等。
（1）TTL门电路的输出高电平V OHV OH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，V OH的典型值为3.4~3.6V，接有拉电流负载时，V OH下降。
（2）TTL门电路的输出低电平V OLV OL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，V OL将上升。
（3）TTL门电路的输入短路电流I is它是指当被测输入端接地，其余端悬空，输出端空载时，由被测输入端输出的电流值，测试电路图如图1-2。
图1-2 I is的测试电路图（4）TTL门电路的扇出系数N0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N0L和高电平扇出系数N0H。
通常有I iH<I iL，则N0H>N0L，故常以N0L作为门的扇出系数。
N0L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R L，调节R L使I OL增大，V OL随之增高，当V OL达到V Ol m（手册中规定低电平规范值为0.4V）时的I OL就是允许灌入的最大负载电流，则N0L＝I OL÷I is，通常N0L>8图1-3 扇出系数测试电路（5）TTL门电路的电压传输特性门的输出电压V o随输入电压V i而变化的曲线V o=f（V i）称为门的电压传输特性，通过它可读得门电路的一些重要参数，如输出高电平V OH、输出低电平V OL、关门电平V off、开门电平V ON等值。
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实验报告By kqh from SYSU一、实验数据及数据分析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：I CCL：测试电路如图1(a)所示，测得I CCL为I CCH：测试电路如图1(b)所示，测得I CCH为 mAP：P===W=图1(a)图1(b)数据分析：低电平输出电源电流 I CCL比高电平输出电源电流 I CCH高，符合理论预测。
2.输入短路电流I IS和输入漏电流I IH：I IS（或I IL）：测试电路如图2(a)所示，测得I IS为I IH：测试电路如图2(b)所示，电流过小，多用电表无测量示数图2(a)图2(b)数据分析：输入短路电流I IS和输入漏电流I IH分别是和无示数，均比较小，说明前级门电路带负载的个数较多。
3.输出高电平U OH及关门电平U off测试电路如图3所示，测得U OH为则当输出电压为90%U OH（）时，测得输入电压（即关门电压）为图34.输出低电平U OL及开门电平U on测试电路如图4所示，测得U OL为调整输入电压，测得开门电平U on为图4数据分析：综合实验3、4可知，74LS00 的跳变电压在在之间，高电平为，低电平为。
5.测试TTL与非门的电压传输特性u i(V)0U0(V)u i(V)U0(V)u i(V)234U0(V)用MATLAB拟合，u0关于u i的函数图像，如图5所示00.51 1.52 2.53 3.540.511.522.533.54TTL 与非门的电压传输特性v ovi图5图像分析：在高电平输出范围内，随输入电平增大，输出电平轻微减小；在低电平输出范围内，输出电平基本不随输入电平变化而变化。
输入电平在左右时，输出电平出现跳跃，与实验3、4结果基本相符 6. 平均传输延迟时间t pd测试电路如图6(a)所示，输出波形如图6(b)所示。
图6(a)图6(b)数据分析：由波形图中读得T=，则二、实验思考题1、TTL与非门和CMOS与非门有何异同点答：TTL 与 CMOS 的相同点是：a.都是与非逻辑元件，可以实现与非逻辑功能b.输出端都可以悬空c.都有输出高电平UOH、关门电平Uoff、输出低电平UOL及开门电平Uon等参数TTL 与 CMOS 的不同点是：a.TTL与非门的闲置输入端可以悬空，悬空时相当于接高电平。
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TTL（Transistor-Transistor Logic）与非门是一种基础的数字逻辑门电路，常用于数字电子设备中。
在本实验中，我们将对TTL与非门进行静态参数测试，以了解其性能和特性。
TTL与非门是一种两输入的逻辑门电路，其输入和输出信号通过晶体管进行控制和放大。
它的逻辑功能是将两个输入信号取反，并输出一个布尔值。
TTL与非门通常由几个晶体管和几个电阻组成。
在进行静态参数测试之前，我们需要了解TTL与非门的一些重要参数。
其中包括输入高电平（VIH）、输入低电平（VIL）、输出高电平（VOH）和输出低电平（VOL）。
静态参数测试是测量这些参数的过程，以确保TTL与非门在工作时能够正确输出。
首先，我们需要设置实验电路。
为了进行测试，我们将使用通用数字示波器和数字电源。
将TTL与非门的输入端分别连接到数字电源的正负极，并连接示波器的信号探头到输出端。
接下来，我们开始测试TTL与非门的静态参数。
首先是输入高电平的测试。
将输入端连接到数字电源的正极，并逐渐升高电压直到TTL与非门输出从低电平变为高电平。
记录该电压值作为VIH。
然后是输入低电平的测试。
将输入端连接到数字电源的负极，并逐渐降低电压直到TTL与非门输出从高电平变为低电平。
记录该电压值作为VIL。
接下来是输出高电平的测试。
将数字电源的负极连接到TTL与非门的输入端，并逐渐升高电压直到输出电平从低电平变为高电平。
记录该电压值作为VOH。
最后是输出低电平的测试。
将数字电源的正极连接到TTL与非门的输入端，并逐渐降低电压直到输出电平从高电平变为低电平。
记录该电压值作为VOL。
完成这些测试后，我们可以对TTL与非门的静态参数进行分析和评估。
VIH和VIL值表示了TTL与非门所能接受的有效输入电压范围。
VOH和VOL值则反映了TTL与非门所能提供的有效输出电压范围。
正常情况下，TTL与非门的VIH和VOH应较高，而VIL和VOL应较低。
实验一 TTL、CMOS与非门参数及逻辑特性的测试
课程考核方式
实验成绩具有一票否决制，不及格者， 实验成绩具有一票否决制，不及格者， 将取消理论课程的考试资格。 将取消理论课程的考试资格。实验成绩 包含在理论课成绩中， 包含在理论课成绩中，并占整个理论课 程总评成绩的20%。 程总评成绩的 。 实验成绩由实验预习10％、 ％、平时成绩 实验成绩由实验预习 ％、平时成绩 10%，当场验收 ％和实验报告成绩 ，当场验收30％和实验报告成绩50 组成。 ％组成。
课程的内容及要求
该课程12学时，共做5 该课程 学时，共做 学时 个实验，其中验证型实验1 个实验，其中验证型实验 设计型实验4个 个，设计型实验 个。
课时安排
实验一、 实验一、TTL、CMOS与非门参 、 与非门参 数及逻辑特性的测试（ 数及逻辑特性的测试（验证型实 学时） 验，2学时） 学时 实验二、 实验二、组合逻辑电路的设计与 测试（设计型实验， 学时 学时） 测试（设计型实验，4学时） 实验三、译码器及其应用（ 实验三、译码器及其应用（设计 型实验， 学时 学时） 型实验，2学时）
实验报告
实验报告必须在做下次实验时统一上交 给学习委员（不得进实验室收， 给学习委员（不得进实验室收，否则追 究学习委员的责任， 究学习委员的责任，请各位同学配合其 工作） 无故迟交者（ 天内 天内， 工作） 。无故迟交者（3天内，包括三 实验成绩按及格计算。 天）实验成绩按及格计算。 实验报告不及格者必须重做。 实验报告不及格者必须重做。 缺交报告者实验成绩不及格， 缺交报告者实验成绩不及格，无故迟交为缺交报告。
实验一TTL与非门的参数和特性测试
注意：第3、4两项要测电压，请按书2.2.1中的方 法正确将万用表由“电流挡”，换回电压挡再进 行测量，否则会造成万用表的损坏。
3.
电压传输特性的测试
电压传输特性描述的是与非门的输出电压uo 随输入ui的变化情况。即uo=f(ui)。按图7.1.4 接好电路、调节电位器，使输入电压、输出电压 分别按表7.1.2中给定的各值变化时，测出对应 的输出电压或输入电压的值填入表7.1.2中。根 据测得的数据，画出电压传输特性曲线。
一．实验目的
1．掌握TTL与非门74LS00的工作原理。 2．掌握TTL与非门的主要参数和静态特性的测 试方法，并加深对各参数意义的理解。
二．所用器件
四2输入与非门74LS00，其管脚如图7.1.1 所示。第一位数字表示不同的门，A、B为输入， Q为输出。
三．预习要求
1．复习关于TTL门电路参数的内容，明确各参数 的意义。 2．查阅资料，了解各参数的取值范围。
2．静态功耗
按图7.1.3接好电路，分别测量输出低电平 和高电平时的电源电流ICCH及ICCL。于是有 Po= (ICCH+ ICCL)Vcc/2 注意：74LS00为四与非门，测ICCH、ICCL时，四个 门的状态应相同，图7.1.3(a)所示测得的为ICCL； 测ICCH时，为使每一个门都输出高电平，可按图 7.1.3(b)接线。Po应除以4得出一个门的功耗。
最大灌电流iolmax的测量按图715接好电路调整rw用电压表监测输出电压uo当uo04v时停止改变rw将ab两点从电路中断开用万用表的电阻挡测量rw利用公式iolmaxvcc04rrw计算iolmax然后计算扇出系数niolmaxiis1ttl门电路的输入端悬空时应时视为高电平还是低电平
实验一
数电实验一
（1）供电电源VDD取5V，将与非门的两个输入端并接，
并将其与VDD连接，测量其输出电压，即为VOL。注意：为 保证输出开路，测量用的电压表的内阻要足够大，最好用数
字电压表；
VDD ＆
+
V
-
图1-6 VOL、VOH测试电路
（2）供电电源VDD取5V，将与非门的两个输入端并接，并
将其与地连接，测量其输出电压，即为VOH； (3) 供电电源VDD取3V，重复步骤（1）、（2）测量，并 将测量结果填入表1-2中。3V电源可由5V通过电阻分压取得。
这一参数非常重要。必要时要对门的每个输入端进行测试。
测试电路如图1-3所示。 测试条件：被测输入端通过电流表接地，其余输入端悬 空或接VCC，输出空载，VCC=5V。74LS系列低电平输入电流 IIL典型值为0.4mA。●V源自D＆IiLmA
1-3
IiL测试电路
4、电压传输特性
电压传输特性是指门电路输出电压Vo随输入电压Vi而变化 的曲线。电压传输特性的测试电路如图1-4所示，调节Rw，
使Vi从0v至5v变化，逐点测出Vo和Vi，填入表1-1中，再根据
实测数据绘出电压传输特性曲线，从曲线上读出VOH(标准输 出高电平)、VOL(标准输出低电平)、VIL(MAX)和VIH(MIN)。
表1-1
通常对74LS系列要求Voh>2.4V Vol<0.4V Vil(MAX)>0.8V, Vih(MIN)<2V。
注意：所测电流为芯片中所有与非门的总电流。
mA ＆ ICCH
VCC
图1－2 ICCH测试电路
3、低电平输入电流IIL 与非门的低电平输入电流IIL是指被测输入端接低电平， 其余输入端悬空或接VCC，输出端空载时，由被测输入端流 出的电流值。因为门电路的输入电流通常就是前级门电路的 负载电流，其大小直接影响前级电路驱动负载的个数，所以
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。
4
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
1
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。
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实验报告By kqh from SYSU一、实验数据及数据分析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：I CCL：测试电路如图1(a)所示，测得I CCL为I CCH：测试电路如图1(b)所示，测得I CCH为mAP：P===W=图1(a) 图1(b)数据分析：低电平输出电源电流I CCL比高电平输出电源电流I CCH高，符合理论预测。
2.输入短路电流I IS和输入漏电流I IH：I IS（或I IL）：测试电路如图2(a)所示，测得I IS为I IH：测试电路如图2(b)所示，电流过小，多用电表无测量示数图2(a) 图2(b)数据分析：输入短路电流I IS和输入漏电流I IH分别是和无示数，均比较小，说明前级门电路带负载的个数较多。
3.输出高电平U OH及关门电平U off测试电路如图3所示，测得U OH为则当输出电压为90%U OH（）时，测得输入电压（即关门电压）为图34.输出低电平U OL及开门电平U on测试电路如图4所示，测得U OL为调整输入电压，测得开门电平U on为图4数据分析：综合实验3、4可知，74LS00 的跳变电压在在之间，高电平为，低电平为。
5.u i(V) 0U0(V)u i(V)U0(V)u i (V) 2 3 4 U 0(V)用MATLAB 拟合，u 0关于u i 的函数图像，如图5所示0.511.522.533.54TTL 与非门的电压传输特性v ovi图5图像分析：在高电平输出范围内，随输入电平增大，输出电平轻微减小；在低电平输出范围内，输出电平基本不随输入电平变化而变化。
输入电平在左右时，输出电平出现跳跃，与实验3、4结果基本相符6. 平均传输延迟时间t pd测试电路如图6(a)所示，输出波形如图6(b)所示。
图6(a)图6(b)数据分析：由波形图中读得T=，则二、实验思考题1、TTL与非门和CMOS与非门有何异同点答：TTL 与CMOS 的相同点是：a.都是与非逻辑元件，可以实现与非逻辑功能b.输出端都可以悬空c.都有输出高电平UOH、关门电平Uoff、输出低电平UOL及开门电平Uon等参数TTL 与CMOS 的不同点是：a.TTL与非门的闲置输入端可以悬空，悬空时相当于接高电平。
实验一TTL和非门逻辑功能及主要参数测试CT74LS00
VCC
CT74LS00
1A 1Y
300Ω
ui
V
0~15V
实验一 TTL与非门逻辑功能及主要参数测试
实验内容
4.测试TTL与非门的输出 高电平VOH
将待测输人端接地，其 余开路，这时电压表的读 数就是输出高电平VOH
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
VCC
CT74LS00
1A 1Y
300Ω
V
0~15V
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
实验九
TTL与非门逻辑功能 及主要参数测试
实验目的
（1）掌握TTL与非门主要参数的测试方法。 （2）掌握TTL与非门传输特性的测试方法。
实验一 TTL与非门逻辑功能及主要参数测试
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
实验设备和器件
1、数字电路实验单元模块SK-3 2、示波器 SS-5702A台 3、万用表 1块 4、 SK-3 模块
VCC
CT74LS00
1A 1Y
ui
300Ω
V
0~3V
实验一 TTL与非门逻辑功能及主要参数测试
实验内容
3.测试TTL与非门的最大输人低 电平VOFF（关门电平）
将输人端接可变电源U，调 节U使电压的读数为2.7V，用万 用表测出的电压，即是最大输入 低电压又叫关门电平VOFF.
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
实验内容
6.测试TTL与非门的输人 短路电流IIS
将待测输人端通过电 流表接地，其余开路。电 流表的读数就是输人短路 电流IIS
实验目的 实验要求 知识点 难点指导
VCC
CT74LS00
1A 1B 1Y mA
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 。
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测量电路如图（四）（ b）所示。先调 W，使输入电压为高电平， 测得的输出电压即为 UOL。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。
Uol=0.155V,Uon=3.5V
图（4）
5V 5V
& W 2KΩ R L 10KΩ W 2KΩ
&
R L
560 Ω
+ VU （a）
T 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 tpd
TTL电路的tpd一般在6nS～30nS之间。
14
由于所用的74LS00四输入与非门的 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。
六、实验分析
1、实验器材所用材料的不同 2、实验过程中一些外在因素也会导致一些误差
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，前级门的拉电流负载。IIH越小， 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 （三）（b）所示。
图（3）
+5V ＆ + IIS mA （a） + IIH μA -
+5V ＆
（b）
1.2
（3）输出高电平UOH及关门电平Uoff
测量电路如图（四）（ a）所示。先调 W，使输入电压为 0V这时 输出电压即为 UOH。然后渐渐增大输入电压，当输出电压下降到 90%UOH
时，测得输入电压即为关门电平Uoff。
Uoh=3.2V,Uoff=2.482V
（4）输出低电平UOL及开门电平Uon
实验一 TTL与非门的静态参数测试
组员：苏集滨 卢志豪
一、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。 二、实验仪器及器件 1.数字电路实验箱、万用表、示波器。 2.器件：74LS00X 2、电阻：560ΩX1、10kX1 三、实验预习 复习TTL与非门的逻辑功能、主要参数和电压传输特性。
图（2）
(+5V) + mA ICCL 14 13 12 11 10 9 74LS00 (+5V) + mA ICC - H 14 13 12 11 10 9
8
8
74LS00
1
2 3
4 (a)
5
6
7
1
2 3
4 (b)
5
6
7
lccl
2、输入短路电流IIS和输入漏电流IIH：
IIS（或IIL）：指被测输入端接地，其余输入端和输出端悬空 时，由被测输入端流出的电流。也称低电平输入电流。在由多级门构成 的电路中，IIS相当干前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流。 因此， IIS 越小，前级门带负载的个数就越多。测试电路如图（三） （a）所示。
表（一）ui(V) 0 2 2.5 uo(V) 5.03 3.2 5.03 0.001 0.2 3 5.03 0 0.4 3.5 5.03 0 0.6 4 5.03 0.8 … 5.03 1 1 . 5
5.03
5.03
2
3、平均传输延迟时间tpd tpd 是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的 0.5Vm 至输入波形对应边沿 0.5Vm点的时间间隔，如图（五）（a）所示。 图（五）(a)中的tpdL为导通延迟时间，tpdH为截止延迟时间，平均传输延迟时间为：
tpd
1 ( tpdL tpdH ) 2
tpd的测试电路如图（五）(b)所示，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”；再经过七级门的 延迟后，A点电平又重新回到逻辑“1”。电路中其它各点电平也跟随变化。说明使A点发
四、实验内容
TTL与非门电路是目前较为普遍的一种集成门电路。本实验采用四 2输入与非门 74LS00，即在一块集成块内含有四个互相独立的与非门 ,每个与非门有2个输入 端。其电路图、逻辑符号及引脚排列如图（一）(a)、(b)所示，其中VCC和GND 是四个与非门共同的供电电源输入端，要使得与非门正常工作，前提条件是在 VCC和GND端加入合适的电源供应，GND接地，VCC的范围是5V±5%，对于使用集 成电路者来说，所关心的是集成门电路从导通到截止所需要的转换条件和其所 表现出来的转换特性，诸如开门电平、输出高电平、输出低电平等这样一些静 态参数，以及诸如平均传输延迟时间一类动态参数的测量，与非门电路的转换 特性（电压传输特性）曲线，它表示输入由低电平变到高电平时输出电平的相 应变化，所有这些都是选择和设计电路所必须了解的。
图（一）
VCC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y 14 13 12 11 10 9 8 & & & &
1 2 3 4 5 6 7 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND (b) 74LS00
五．实验内容
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：
与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。 ICCL：指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。也称 空载导通电流。测试电路如图（二）（a）所示。 ICCH：指输出端空载，每个门各有一个以上的输入端接地其余输入端悬 空，电源提供器件的电流。也称空载截止电流。电路如图（二）（b）所示。 ：为电路空载导通功耗POn和空载截止功耗POff的平均值。其值为： （通常POn＞POff）
+ VU （b）
图（四）
2、测试TTL与非门的电压传输特性：
图（四）（b）断开RL即为测量电路。调W，使输入电压由小到大，用万 用表对应地测出输入电压和输出电压，并一一记录在表（一）中。表 （一 ）只作格式参考，输入电压的取值由同学自己决定，测量时，对 VOff和VON的附近，输入电压的变化可取小一些。即测量点取密一些。