TTL与非门参数测试
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见表一至表七
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)
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
3．测量平均传输延迟时间tpd
表七
T(ns)
tpd(ns)
30
5
五、实验报告要求
1．列表记录、整理数据，并对结果进行分析。
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。
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
V0(V)
4.03
4.03
4.03
4.03
4.02
4.02
4.02
3.98
3.98
3.98
3.35
VI(V)
1.15
1.20
1.22
1.24
1.26
1.28
1.30
1.35
1.40
1.45
1.50
VI(V)
3.07
0.91
0.60
0.50
0.31
0.26
0.102
(2)低电平输入电流IIL
IIL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。IIL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IIH
IIH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IIH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。
(6)空载导通功耗PON
静态工作、输出为低电平时的功耗，即电源电压VCC和导通电源电流ICCL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VOH、VOL、VON、VOFF、VNH和VNL(如图1-2所示)，还可以检查和判断TTL与非门的好坏，如若VON和VOFF,两个数值越靠近，越接近同一数值(阈值电平VT)，就说明与非门电路的特性曲线愈陡，抗干扰能力越强。
2．各门的输出端是否可以连起来用，以实现“线与”?如果想实现“线与”应用什么门电路?
各门的输出端一般是不可以连起来用，如果想实现“线与”应用开路门电路。(例如OC门、OD门)
1．TTL与非门主要参数
(1)输出高电平VOH和输出低电平VOL
VOH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，VOH必须大于标准高电平(VSH＝2.4V)，一般在3.6V左右。当输出端接有拉电流负载时，VOH将降低。
VOL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，VOL必须低于标准低电平(VSL＝0.4V)，约为0.1V左右。接有灌电流负载时，VOL将上升。
tpd= 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)分别测量TTL与非门74LS00在带负载和开路两种情况下的输出高电平VOH和输出低电平VOL；
IIH(mA)
0.27
0
(4)测量扇出系数N0；
表四
VOL(V)
I0L(mA)
IIL(mA)
No
0.3
9.58
0.27
35
(5)测量空载导通功耗PON。
表五
VCC(V)
ICCL(mA)
PON= VCC×ICCL(mW)
5
3.28
16.4
2．测试电压传输特性
表六
VI(V)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
高电平噪声容限VNH：VNH＝VSH-VON＝2.4V-VON
低电平噪声容限VNL：VNL＝VOFF-VSL＝VOFF-0.4V
3．平均传输延迟时间tpd
tpd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，tpd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
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)
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
3．测量平均传输延迟时间tpd
表七
T(ns)
tpd(ns)
30
5
五、实验报告要求
1．列表记录、整理数据，并对结果进行分析。
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。
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
V0(V)
4.03
4.03
4.03
4.03
4.02
4.02
4.02
3.98
3.98
3.98
3.35
VI(V)
1.15
1.20
1.22
1.24
1.26
1.28
1.30
1.35
1.40
1.45
1.50
VI(V)
3.07
0.91
0.60
0.50
0.31
0.26
0.102
(2)低电平输入电流IIL
IIL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。IIL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IIH
IIH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IIH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。
(6)空载导通功耗PON
静态工作、输出为低电平时的功耗，即电源电压VCC和导通电源电流ICCL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VOH、VOL、VON、VOFF、VNH和VNL(如图1-2所示)，还可以检查和判断TTL与非门的好坏，如若VON和VOFF,两个数值越靠近，越接近同一数值(阈值电平VT)，就说明与非门电路的特性曲线愈陡，抗干扰能力越强。
2．各门的输出端是否可以连起来用，以实现“线与”?如果想实现“线与”应用什么门电路?
各门的输出端一般是不可以连起来用，如果想实现“线与”应用开路门电路。(例如OC门、OD门)
1．TTL与非门主要参数
(1)输出高电平VOH和输出低电平VOL
VOH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，VOH必须大于标准高电平(VSH＝2.4V)，一般在3.6V左右。当输出端接有拉电流负载时，VOH将降低。
VOL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，VOL必须低于标准低电平(VSL＝0.4V)，约为0.1V左右。接有灌电流负载时，VOL将上升。
tpd= 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)分别测量TTL与非门74LS00在带负载和开路两种情况下的输出高电平VOH和输出低电平VOL；
IIH(mA)
0.27
0
(4)测量扇出系数N0；
表四
VOL(V)
I0L(mA)
IIL(mA)
No
0.3
9.58
0.27
35
(5)测量空载导通功耗PON。
表五
VCC(V)
ICCL(mA)
PON= VCC×ICCL(mW)
5
3.28
16.4
2．测试电压传输特性
表六
VI(V)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
高电平噪声容限VNH：VNH＝VSH-VON＝2.4V-VON
低电平噪声容限VNL：VNL＝VOFF-VSL＝VOFF-0.4V
3．平均传输延迟时间tpd
tpd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，tpd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