实验三 COS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试.doc

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1、实验三CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1．掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则;2．学会CMOS与非门主要参数的测试方法。二、预习要求1．复习CMOS门电路的工作原理;2．了解四2输入与非门CD4011，四2输入或门CD4071，四2输入与门CD4082及四异或门CD4030等门电路的引脚功能;3．各种CMOS门电路闲置输入端应如何处理？三、实验原理1．CMOS为英文ComplementaryMetalOxideSemiconductor的简称，译为互补--金属—氧化物—半导体存储器。CMOS集成

2、电路是将N沟道MOS晶体管和P沟道MOS晶体管同时用于一个集成电路中，成为组合二种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。2．CMOS集成电路的主要优点：（1）电源电压范围广，可在+3V~+18V范围内正常运行；（2）功耗低。相比之下，TTL器件的功耗则大得多；（3）输入阻抗高，通常大于1010Ω，远高于TTL器件；（4）接近理想的传输特性，输出高电平可达电源电压的99.9%以上，低电平可达电源电压的0.1%以下；（5）扇出系数非常大，负载能力强。3．CMOS与非门的主要参数CMOS与非门主要参数的定义及测试方法与TTL与非门电路

3、相仿，参见实验二。四、实验仪器与器件1.TH-SZ型数字电路实验箱2.UT56数字万用表3.四2输入与非门CD4011、四异或门CD4030各一片五、实验内容和步骤1.验证四2输入与非门CD4011和四异或门CD4030的逻辑功能，判断其好坏。（可以取器件中的一个门进行实验）。图3-1分别为两者的引脚排列图：图3-1 CD4011、CD4030引脚排列图测试时，选好某一个14P集成块插座，插入被测器件，其输入端（设为A、B）接逻辑开关（开关向上为“1”，向下为“0”），其输出端（设为Y）接LED发光二极管（LED亮则输出高电平

4、“1”，灭为“0”）。按表3.1的真值表逐个测试与非门CD4011和异或门CD4030的逻辑功能。表3.1CD4011和CD4030的真值表CD4011CD4030输入输出输入输出ABYABY00000101101011112．CMOS四2输入与非门CD4011的参数测试方法与TTL电路相同，测试电路可参考实验二。但应当注意：CMOS所有输入端一律不准悬空。与非门闲置输入端直接接电源电压VDD。测试结果填入表3.2中。（1）测试CD4011的ICCL，ICCH，IiL。*整个器件的低电平输出电源电流ICCL：测试时，将CD40

5、11四个门的所有输入端接电源电压VDD，输出端空载，测得电源提供给器件的总电流。求每个门则除以4。*整个器件的高电平输出电源电流ICCH：测试时，最好将CD4011四个门的所有输入端接地，输出端空载时，测得电源提供给器件的总电流。求每个门则除以4。*低电平输入电流IiL：四个门的IiL相同，选取其中一个门进行测试。测试时，将被测输入端接地，其余输入端接VDD。表3.2CC4011重要参数测试结果ICCL（mA）ICCH（mA）IiL（mA）PCCL（计算mw）（2）测试CD4011其中一个门的电压传输特性（参照实验二的图2-5

6、，一个输入端接信号输入，另一个输入端必须接逻辑高电平VDD），采用逐点测试法，调节电位器，按表3.3测得，然后绘制电压传输特性曲线。表中的Ui值仅作参考，测量时根据实际情况灵活变动。表3.3CC4011电压传输特性Ui（V）00.20.60.81.01.11.21.31.41.51.61.82.02.53.0U0（V）六、实验报告及其要求1．整理实验结果，对结果进行分析，并用坐标纸画出电压传输特性曲线；2．写出本次实验心得。七、实验注意事项1．CMOS的电源电压允许在+3V~+18V范围内，实验中一般使用+5V~+15V，本实

7、验用+5V。2．所有输入端一律不准悬空。因为CMOS器件当输入端悬空时，可能为高电平，也可能为低电平，这与输入端的的静电荷情况有关；而且由于输入阻抗非常高，悬空时也会带来干扰，造成逻辑混乱。闲置输入端的处理方法是：与非门是直接接VDD，或非门是直接接Vss（┴）；在工作频率不高的电路中，允许输入端并联使用。3.输出端不允许直接与VDD或Vss（┴），否则将导致器件损坏。